JP2012034525A - Switching power supply device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、トランスと、スイッチング素子と、整流素子とを備えたスイッチング電源装置に関する。 The present invention relates to a switching power supply device including a transformer, a switching element, and a rectifying element.
従来、トランスと、スイッチング素子と、整流素子とを備えたスイッチング電源装置として、例えば特許文献1や特許文献2に開示されているスイッチング電源装置がある。
Conventionally, as a switching power supply device including a transformer, a switching element, and a rectifying element, for example, there are switching power supply devices disclosed in
特許文献1のスイッチング電源装置は、トランスと、スイッチ回路と、出力整流回路と、スナバ回路とを備えている。トランスは、入力巻線と、出力巻線とを備えている。スイッチ回路は、スイッチング素子を備えている。スイッチング素子は、入力巻線と入力端子との間に接続されている。出力整流回路は、出力整流ダイオードと、整流ダイオードとを備えている。出力整流ダイオードは、出力巻線の一端と出力端子との間に接続されている。整流ダイオードは、出力巻線の他端と出力端子との間に接続されている。スナバ回路は、スナバ用コンデンサと、スナバ用ダイオードと、スナバ用インダクタとを備えている。スナバ用コンデンサとスナバ用ダイオードは、直列接続された状態で出力整流ダイオードに並列接続されている。スナバ用インダクタは、スナバ用ダイオードに並列接続されている。
The switching power supply device of
このスイッチング電源装置は、スイッチング素子をスイッチングさせることにより、入力端子に入力された電圧を所定電圧に変換して出力端子から出力する。スイッチング素子がスイッチングすると、出力整流回路を構成するダイオードに、サージ電圧が逆方向電圧として加わる。そのため、出力整流回路には、逆方向耐圧の高いダイオードを用いなければならない。しかし、スナバ回路を備えており、スナバ回路によってサージ電圧を抑えることができる。そのため、出力整流回路に耐圧の低いダイオードを用いることができる。 This switching power supply device switches the switching element to convert the voltage input to the input terminal into a predetermined voltage and outputs the voltage from the output terminal. When the switching element is switched, a surge voltage is applied as a reverse voltage to the diode constituting the output rectifier circuit. Therefore, a diode with a high reverse breakdown voltage must be used for the output rectifier circuit. However, a snubber circuit is provided, and the surge voltage can be suppressed by the snubber circuit. Therefore, a diode having a low withstand voltage can be used for the output rectifier circuit.
一方、特許文献2のスイッチング電源装置は、トランスと、ブリッジ回路と、整流回路と、サージ電圧抑止回路とを備えている。トランスは、1次側巻線と、2つの2次側巻線とを備えている。2つの2次側巻線は、直列接続されている。ブリッジ回路は、4つのスイッチング素子を備えている。スイッチング素子は、2つずつ直列接続され、スイッチング素子対を構成している。ブリッジ回路は、2つのスイッチング素子対を並列接続して構成され、1次側巻線と高圧バッテリとの間に接続されている。整流回路は、2つのダイオードを備えている。一方のダイオードは、一方の2次側巻線と負荷との間に接続されている。他方のダイオードは、他方の2次側巻線と負荷との間に接続されている。サージ電圧抑止回路は、コンデンサと、ダイオードとを備えている。コンデンサとダイオードは、並列接続されている。並列接続されたコンデンサ及びダイオードは、一方のスイッチング素子対を構成する2つのスイッチング素子にそれぞれ並列接続されている。
On the other hand, the switching power supply device of
このスイッチング電源装置は、所定のスイッチング素子を所定のタイミングでスイッチングすることにより、高圧バッテリの電圧を所定電圧に変換して負荷に供給する。スイッチング素子がスイッチングすると、整流回路を構成するダイオードに、サージ電圧が逆方向電圧として加わる。そのため、整流回路には、逆方向耐圧の高いダイオードを用いなければならない。しかし、サージ電圧抑止回路を備えており、サージ電圧抑止回路によってサージ電圧を抑えることができる。そのため、整流回路に耐圧の低いダイオードを用いることができる。 This switching power supply device converts a voltage of the high-voltage battery into a predetermined voltage and supplies it to a load by switching a predetermined switching element at a predetermined timing. When the switching element is switched, a surge voltage is applied as a reverse voltage to the diode constituting the rectifier circuit. Therefore, a diode having a high reverse breakdown voltage must be used for the rectifier circuit. However, a surge voltage suppression circuit is provided, and the surge voltage can be suppressed by the surge voltage suppression circuit. Therefore, a diode with a low withstand voltage can be used for the rectifier circuit.
ところで、特許文献1のスイッチング電源装置では、サージ電圧を抑える際に、スナバ回路を構成するインダクタとコンデンサのLC共振による電圧が、逆方向電圧としてダイオードに加わる。そのため、ダイオードに加わる逆方向電圧を完全に抑えることはできない。
By the way, in the switching power supply device of
一方、特許文献2のスイッチング電源装置では、サージ電圧抑止回路により、サージ電圧を完全に抑えることはできるものの、サージ電圧抑止回路を構成するコンデンサの放電損失が新たに加わることになる。しかも、スイッチング電源装置の入力電圧が高くなるほどコンデンサの損失が大きくなる。そのため、装置全体として損失が増加してしまう。
On the other hand, in the switching power supply device of
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、トランスの2次巻線に接続される整流素子に加わる逆方向電圧を確実に低減するとともに、装置全体としての損失の増加も抑えることができるスイッチング電源装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and reliably reduces the reverse voltage applied to the rectifying element connected to the secondary winding of the transformer and suppresses an increase in the loss of the entire device. An object of the present invention is to provide a switching power supply device capable of performing
そこで、本発明者らは、この課題を解決すべく鋭意研究し試行錯誤を重ねた結果、トランスに補助巻線を設け、補助巻線の端子間電圧を固定することで、2次巻線の端子間電圧を抑え、整流素子に加わる逆方向電圧を確実に低減するとともに、装置全体としての損失の増加も抑えられることを見出し、本発明を完成するに至った。 Therefore, as a result of intensive research and trial and error to solve this problem, the present inventors have provided an auxiliary winding in the transformer, and fixed the voltage between the terminals of the auxiliary winding, so that the secondary winding It has been found that the voltage across the terminals can be suppressed, the reverse voltage applied to the rectifying element can be reliably reduced, and the increase in the loss of the entire apparatus can be suppressed, and the present invention has been completed.
すなわち、請求項1に記載のスイッチング電源装置は、1次巻線と2次巻線を有するトランスと、1次巻線と直流電源との間に接続されるスイッチング素子と、2次巻線と負荷との間に接続される整流素子と、を備えたスイッチング電源装置において、トランスは、補助巻線を有し、補助巻線の端子間電圧が、整流素子の非導通時に、所定電圧に固定されることを特徴とする。この構成によれば、整流素子の非導通時に、2次巻線の端子間電圧が逆方向電圧として整流素子に加わる。しかし、このとき、補助巻線の端子間電圧が所定電圧に固定される。そのため、2次巻線の端子間電圧を抑えられる。従って、整流素子に加わる逆方向電圧を確実に低減することができる。しかも、従来のように、コンデンサの放電損失もないため、装置全体としての損失の増加も抑えることができる。
That is, the switching power supply device according to
請求項2に記載のスイッチング電源装置は、補助巻線の端子間電圧が、整流素子の非導通時に、直流電源の電圧に固定されることをと特徴とする。この構成によれば、補助巻線の端子間電圧を確実に所定電圧に固定することができる。
The switching power supply device according to
請求項3に記載のスイッチング電源装置は、サージ抑制容量素子とサージ抑制整流素子を並列接続して構成され、補助巻線に直列接続され、直列接続された状態で直流電源に並列接続されるサージ抑制回路を有することを特徴とする。この構成によれば、サージ抑制整流素子を介して補助巻線を直流電源に接続することができる。そのため、補助巻線の端子間電圧を直流電源の電圧に確実に固定することができる。 The switching power supply device according to claim 3 is configured by connecting a surge suppression capacitor element and a surge suppression rectifier element in parallel, connected in series to the auxiliary winding, and connected in parallel to the DC power supply in a connected state. It has a suppression circuit. According to this configuration, the auxiliary winding can be connected to the DC power source via the surge suppression rectifying element. Therefore, the voltage between the terminals of the auxiliary winding can be reliably fixed to the voltage of the DC power supply.
請求項4に記載のスイッチング電源装置は、整流素子は、第1整流素子と、第2整流素子とからなり、第1整流素子は、2次巻線の一端と負荷の一端との間に接続され、第2整流素子は、2次巻線の他端と負荷の一端との間に接続され、クランプ容量素子とクランプスイッチング素子を直列接続して構成され、1次巻線に並列接続されるアクティブクランプ回路を有し、補助巻線の端子間電圧が、第2整流素子の非導通時に、直流電源の電圧に固定され、第1整流素子の非導通時に、クランプ容量素子の端子間電圧に固定されることを特徴とする。この構成によれば、補助巻線の端子間電圧を確実に固定することができる。 The switching power supply device according to claim 4, wherein the rectifying element includes a first rectifying element and a second rectifying element, and the first rectifying element is connected between one end of the secondary winding and one end of the load. The second rectifier element is connected between the other end of the secondary winding and one end of the load, and is configured by connecting a clamp capacitor element and a clamp switching element in series, and is connected in parallel to the primary winding. It has an active clamp circuit, and the voltage between the terminals of the auxiliary winding is fixed to the voltage of the DC power supply when the second rectifier element is non-conductive, and the voltage between the terminals of the clamp capacitor element when the first rectifier element is non-conductive It is fixed. According to this configuration, the terminal voltage of the auxiliary winding can be reliably fixed.
請求項5に記載のスイッチング電源装置は、第1サージ抑制容量素子と第1サージ抑制整流素子を並列接続して構成され、補助巻線に直列接続され、直列接続された状態で直流電源に並列接続される第1サージ抑制回路と、第2サージ抑制容量素子と第2サージ抑制整流素子を並列接続して構成され、補助巻線と第1サージ抑制回路の接続点と、クランプ容量素子とクランプスイッチング素子の接続点との間に接続される第2サージ抑制回路と、を有することを特徴とする。この構成によれば、第1サージ抑制整流素子を介して補助巻線を直流電源に接続することができる。また、第2サージ抑制整流素子を介して補助巻線をクランプ容量素子に接続することができる。そのため、補助巻線の端子間電圧を直流電源の電圧又はクランプ容量素子の端子間電圧に確実に固定することができる。
The switching power supply device according to
請求項6に記載のスイッチング電源装置は、1次巻線と補助巻線の巻数が同一であることを特徴とする。この構成によれば、補助巻線の端子間電圧を第1巻線の端子間電圧と同一にすることができる。そのため、サージ抑制整流素子を確実に導通状態にすることができる。
The switching power supply device according to
請求項7に記載のスイッチング電源装置は、補助巻線は、第1補助巻線と、第2補助巻線とからなり、整流素子は、第1整流素子と、第2整流素子とからなり、第1整流素子は、2次巻線の一端と負荷の一端との間に接続され、第2整流素子は、2次巻線の他端と負荷の一端との間に接続され、クランプ容量素子とクランプスイッチング素子を直列接続して構成され、1次巻線に並列接続されるアクティブクランプ回路を有し、第1補助巻線の端子間電圧が、第2整流素子の非導通時に、直流電源の電圧に固定され、第2補助巻線の端子間電圧が、第1整流素子の非導通時に、クランプ容量素子の端子間電圧に固定されることを特徴とする。この構成によれば、第1補助巻線及び第2補助巻線の端子間電圧を確実に固定することができる。
In the switching power supply device according to
請求項8に記載のスイッチング電源装置は、第1補助巻線に直列接続され、直列接続された状態で直流電源に並列接続される第1サージ抑制整流素子と、第2補助巻線に直列接続され、直列接続された状態でクランプ容量素子に並列接続される第2サージ抑制整流素子と、第1補助巻線とサージ抑制回路の接続点と、第2補助巻線と第2サージ抑制整流素子の接続点との間に接続される第2サージ抑制容量素子と、を有することを特徴とする。この構成によれば、第1サージ抑制整流素子を介して第1補助巻線を直流電源に接続することができる。また、第2サージ抑制整流素子を介して第2補助巻線をクランプ容量素子に接続することができる。そのため、第1補助巻線の端子間電圧を直流電源の電圧に、第2補助巻線の端子間電圧をクランプ容量素子の端子間電圧に確実に固定することができる。
The switching power supply device according to
請求項9に記載のスイッチング電源装置は、1次巻線、第1補助巻線及び第2補助巻線の巻数が同一であることを特徴とする。この構成によれば、第1補助巻線及び第2補助巻線の端子間電圧を第1巻線の端子間電圧と同一にすることができる。そのため、第1サージ抑制整流素子及び第2サージ抑制整流素子を確実に導通状態にすることができる。 The switching power supply device according to claim 9 is characterized in that the primary winding, the first auxiliary winding, and the second auxiliary winding have the same number of turns. According to this configuration, the terminal voltage of the first auxiliary winding and the second auxiliary winding can be made the same as the terminal voltage of the first winding. Therefore, the first surge suppression rectifier element and the second surge suppression rectifier element can be reliably brought into a conductive state.
請求項10に記載のスイッチング電源装置は、トランスは、第1トランスと、第2トランスとからなり、第1トランスと第2トランスの1次巻線、2次巻線及び補助巻線は、それぞれ直列接続され、スイッチング素子は、直列接続された第1トランスと第2トランスの1次巻線と直流電源との間に接続され、整流素子は、第1整流素子と、第2整流素子とからなり、第1整流素子は、直列接続された第1トランスと第2トランスの2次巻線の一端と負荷の一端との間に接続され、第2整流素子は、直列接続された第1トランスと第2トランスの2次巻線の他端と負荷の一端との間に接続され、クランプ容量素子とクランプスイッチング素子を直列接続して構成され、直列接続された第1トランスと第2トランスの1次巻線に並列接続されるアクティブクランプ回路を有し、直列接続された第1トランスと第2トランスの補助巻線の端子間電圧が、第2整流素子の非導通時に、直流電源の電圧に固定され、第1整流素子の非導通時に、クランプ容量素子の端子間電圧に固定されることを特徴とする。この構成によれば、直列接続された第1トランスと第2トランスの補助巻線の端子間電圧を確実に固定することができる。
In the switching power supply device according to
請求項11に記載のスイッチング電源装置は、第1サージ抑制容量素子と第1サージ抑制整流素子を並列接続して構成され、直列接続された第1トランスと第2トランスの補助巻線に直列接続され、直列接続された状態で直流電源に並列接続される第1サージ抑制回路と、第2サージ抑制容量素子と第2サージ抑制整流素子を並列接続して構成され、直列接続された第1トランスと第2トランスの補助巻線と第1サージ抑制回路の接続点と、クランプ容量素子とクランプスイッチング素子の接続点との間に接続される第2サージ抑制回路と、を有することを特徴とする。この構成によれば、第1サージ抑制整流素子を介して直列接続された第1トランスと第2トランスの補助巻線を直流電源に接続することができる。また、第2サージ抑制整流素子を介して直列接続された第1トランスと第2トランスの補助巻線をクランプ容量素子に接続することができる。そのため、直列接続された第1トランスと第2トランスの補助巻線の端子間電圧を直流電源の電圧又はクランプ容量素子の端子間電圧に確実に固定することができる。
The switching power supply device according to
請求項12に記載のスイッチング電源装置は、第1トランスと第2トランスの1次巻線及び補助巻線の巻数が同一であることを特徴とする。この構成によれば、直列接続された第1トランスと第2トランスの補助巻線の端子間電圧を直列接続された第1トランスと第2トランスの第1巻線の端子間電圧と同一にすることができる。そのため、第1サージ抑制整流素子及び第2サージ抑制整流素子を確実に導通状態にすることができる。 According to a twelfth aspect of the present invention, the number of turns of the primary winding and the auxiliary winding of the first transformer and the second transformer is the same. According to this configuration, the voltage between the terminals of the auxiliary windings of the first transformer and the second transformer connected in series is made equal to the voltage between the terminals of the first windings of the first transformer and the second transformer connected in series. be able to. Therefore, the first surge suppression rectifier element and the second surge suppression rectifier element can be reliably brought into a conductive state.
請求項13に記載のスイッチング電源装置は、トランスは、第1トランスと、第2トランスとからなり、補助巻線は、第1補助巻線と、第2補助巻線とからなり、第1トランスと第2トランスの1次巻線、2次巻線、第1補助巻線及び第2補助巻線は、それぞれ直列接続され、スイッチング素子は、直列接続された第1トランスと第2トランスの1次巻線と、直流電源との間に接続され、整流素子は、第1整流素子と、第2整流素子とからなり、第1整流素子は、直列接続された第1トランスと第2トランスの2次巻線の一端と、負荷の一端との間に接続され、第2整流素子は、直列接続された第1トランスと第2トランスの2次巻線の他端と、負荷の一端との間に接続され、クランプ容量素子とクランプスイッチング素子を直列接続して構成され、直列接続された第1トランスと第2トランスの1次巻線に並列接続されるアクティブクランプ回路を有し、直列接続された第1トランスと第2トランスの第1補助巻線の端子間電圧が、第2整流素子の非導通時に、直流電源の電圧に固定され、直列接続された第1トランスと第2トランスの第2補助巻線の端子間電圧が、第1整流素子の非導通時に、クランプ容量素子の端子間電圧に固定されることを特徴とする。この構成によれば、直列接続された第1トランスと第2トランスの第1補助巻線及び直列接続された第1トランスと第2トランスの第2補助巻線の端子間電圧を確実に固定することができる。
In the switching power supply device according to
請求項14に記載のスイッチング電源装置は、第1サージ抑制容量素子と第1サージ抑制整流素子を並列接続して構成され、直列接続された第1トランスと第2トランスの第1補助巻線に直列接続され、直列接続された状態で直流電源に並列接続されるサージ抑制回路と、直列接続された第1トランスと第2トランスの第2補助巻線に直列接続され、直列接続された状態でクランプ容量素子に並列接続される第2サージ抑制整流素子と、直列接続された第1トランスと第2トランスの第1補助巻線とサージ抑制回路の接続点と、直列接続された第1トランスと第2トランスの第2補助巻線と第2サージ抑制整流素子の接続点との間に接続される第2サージ抑制容量素子と、を有することを特徴とする。この構成によれば、第1サージ抑制整流素子を介して直列接続された第1トランスと第2トランスの第1補助巻線を直流電源に接続することができる。また、第2サージ抑制整流素子を介して直列接続された第1トランスと第2トランスの第2補助巻線をクランプ容量素子に接続することができる。そのため、直列接続された第1トランスと第2トランスの第1補助巻線の端子間電圧を直流電源の電圧に、直列接続された第1トランスと第2トランスの第2補助巻線の端子間電圧をクランプ容量素子の端子間電圧に確実に固定することができる。 The switching power supply device according to claim 14 is configured by connecting the first surge suppression capacitor element and the first surge suppression rectifier element in parallel, and the first auxiliary winding of the first transformer and the second transformer connected in series. In a state of being connected in series and connected in series to a surge suppression circuit connected in parallel to a DC power source in a state of being connected in series and a second auxiliary winding of a first transformer and a second transformer connected in series A second surge suppression rectifier connected in parallel to the clamp capacitor, a first transformer connected in series, a first auxiliary winding of the second transformer, a connection point of a surge suppression circuit, and a first transformer connected in series And a second surge suppression capacitor element connected between the second auxiliary winding of the second transformer and the connection point of the second surge suppression rectifier element. According to this configuration, the first auxiliary winding of the first transformer and the second transformer connected in series via the first surge suppression rectifying element can be connected to the DC power source. In addition, the first transformer and the second auxiliary winding of the second transformer connected in series via the second surge suppression rectifier element can be connected to the clamp capacitor element. Therefore, the voltage between the terminals of the first auxiliary winding of the first transformer and the second transformer connected in series is set to the voltage of the DC power supply, and the voltage between the terminals of the second auxiliary winding of the first transformer and the second transformer connected in series. The voltage can be reliably fixed to the voltage between the terminals of the clamp capacitor.
請求項15に記載のスイッチング電源装置は、第1トランスと第2トランスの1次巻線、第1補助巻線及び第2補助巻線の巻数が同一であることを特徴とする。この構成によれば、直列接続された第1トランスと第2トランスの第1補助巻線及び第2補助巻線の端子間電圧を、直列接続された第1トランスと第2トランスの第1巻線の端子間電圧と同一にすることができる。そのため、第1サージ抑制整流素子及び第2サージ抑制整流素子を確実に導通状態にすることができる。 According to a fifteenth aspect of the present invention, the number of turns of the primary winding, the first auxiliary winding, and the second auxiliary winding of the first transformer and the second transformer is the same. According to this configuration, the voltage between the terminals of the first auxiliary winding and the second auxiliary winding of the first transformer and the second transformer connected in series is changed to the first winding of the first transformer and the second transformer connected in series. It can be the same as the voltage across the wires. Therefore, the first surge suppression rectifier element and the second surge suppression rectifier element can be reliably brought into a conductive state.
請求項16に記載のスイッチング電源装置は、2次巻線は、第1の2次巻線と、第2の2次巻線とからなり、第1の2次巻線と第2の2次巻線は、直列接続され、補助巻線は、第1補助巻線と、第2補助巻線とからなり、整流素子は、第1整流素子と、第2整流素子とからなり、第1整流素子は、第1の2次巻線の一端と負荷の一端との間に接続され、第2整流素子は、第2の2次巻線の一端と負荷の一端との間に接続され、第1補助巻線及び第2補助巻線の端子間電圧の少なくともいずれかが、第1整流素子及び第2整流素子の非導通時に、直流電源の電圧に固定されることを特徴とする。この構成によれば、第1補助巻線及び第2補助巻線の端子間電圧の少なくともいずれかを確実に固定することができる。 The switching power supply device according to claim 16, wherein the secondary winding includes a first secondary winding and a second secondary winding, and the first secondary winding and the second secondary winding. The windings are connected in series, the auxiliary winding is composed of a first auxiliary winding and a second auxiliary winding, the rectifier element is composed of a first rectifier element and a second rectifier element, and the first rectifier The element is connected between one end of the first secondary winding and one end of the load, and the second rectifying element is connected between one end of the second secondary winding and one end of the load, At least one of the voltages between the terminals of the first auxiliary winding and the second auxiliary winding is fixed to the voltage of the DC power supply when the first rectifying element and the second rectifying element are non-conductive. According to this configuration, at least one of the inter-terminal voltages of the first auxiliary winding and the second auxiliary winding can be reliably fixed.
請求項17に記載のスイッチング電源装置は、スイッチング素子は、第1スイッチング素子〜第4スイッチング素子からなり、第1スイッチング素子と第2スイッチング素子は、直列接続された状態で直流電源に並列接続され、第3スイッチング素子と第4スイッチング素子は、直列接続された状態で直流電源に並列接続され、1次巻線は、第1スイッチング素子と第2スイッチング素子の接続点と、第3スイッチング素子と第4スイッチング素子の接続点との間に接続され、第1補助巻線に直列接続され、直列接続された状態で第1スイッチング素子に並列接続される第1サージ抑制整流素子と、第2補助巻線に直列接続され、直列接続された状態で第2スイッチング素子に並列接続される第2サージ抑制整流素子と、第1補助巻線と第1サージ抑制整流素子の接続点と、第2補助巻線と第2サージ抑制整流素子の接続点との間に接続されるサージ抑制容量素子と、を有することを特徴とする。この構成によれば、第2スイッチング素子及び第1サージ抑制整流素子を介して第1補助巻線を直流電源に接続することができる。第1スイッチング素子及び第2サージ抑制整流素子を介して第2補助巻線を直流電源に接続することができる。そのため、第1補助巻線及び第2補助巻線の端子間電圧を直流電源の電圧に確実に固定することができる。 In the switching power supply device according to claim 17, the switching element includes a first switching element to a fourth switching element, and the first switching element and the second switching element are connected in parallel to the DC power supply in a state of being connected in series. The third switching element and the fourth switching element are connected in parallel to the DC power source in a state of being connected in series, and the primary winding is a connection point between the first switching element and the second switching element, and the third switching element, A first surge-suppressing rectifier element connected between a connection point of the fourth switching element, connected in series to the first auxiliary winding, and connected in parallel to the first switching element in a state of being connected in series; and a second auxiliary A second surge suppression rectifier element connected in series to the winding and connected in parallel to the second switching element in a state of being connected in series; the first auxiliary winding; and the first And having a connection point of the over-di inhibiting the rectifying element, and a surge suppression capacitor element connected between a connection point of the second auxiliary winding and the second surge suppression rectifying element. According to this configuration, the first auxiliary winding can be connected to the DC power source via the second switching element and the first surge suppression rectifying element. The second auxiliary winding can be connected to the DC power source via the first switching element and the second surge suppression rectifying element. Therefore, the voltage between the terminals of the first auxiliary winding and the second auxiliary winding can be reliably fixed to the voltage of the DC power source.
請求項18に記載のスイッチング電源装置は、スイッチング素子は、第1スイッチング素子〜第4スイッチング素子からなり、第1スイッチング素子と第2スイッチング素子は、直列接続された状態で直流電源に並列接続され、第3スイッチング素子と第4スイッチング素子は、直列接続された状態で直流電源に並列接続され、1次巻線は、第1スイッチング素子と第2スイッチング素子の接続点と、第3スイッチング素子と第4スイッチング素子の接続点との間に接続され、第1補助巻線に直列接続され、直列接続された状態で直流電源に並列接続される第1サージ抑制整流素子と、第2補助巻線に直列接続され、直列接続された状態で直流電源に並列接続される第2サージ抑制整流素子と、第1補助巻線と第1サージ抑制整流素子の接続点と、第2補助巻線と第2サージ抑制整流素子の接続点との間に接続されるサージ抑制容量素子と、を有することを特徴とする。この構成によれば、第1サージ抑制整流素子を介して第1補助巻線を直流電源に接続することができる。第2サージ抑制整流素子を介して第2補助巻線を直流電源に接続することができる。そのため、第1補助巻線及び第2補助巻線の端子間電圧を直流電源の電圧に確実に固定することができる。 In the switching power supply device according to claim 18, the switching element includes a first switching element to a fourth switching element, and the first switching element and the second switching element are connected in parallel to the DC power supply in a state of being connected in series. The third switching element and the fourth switching element are connected in parallel to the DC power source in a state of being connected in series, and the primary winding is a connection point between the first switching element and the second switching element, and the third switching element, A first surge-suppressing rectifying element connected between a connection point of the fourth switching element, connected in series to the first auxiliary winding, and connected in parallel to the DC power source in a state of being connected in series; and a second auxiliary winding The second surge suppression rectifying element connected in series to the DC power source in a state of being connected in series, and the connection of the first auxiliary winding and the first surge suppression rectifying element When, and having a surge suppression capacitor element connected between a connection point of the second auxiliary winding and the second surge suppression rectifying element. According to this configuration, the first auxiliary winding can be connected to the DC power supply via the first surge suppression rectifying element. The second auxiliary winding can be connected to the DC power source via the second surge suppressing rectifying element. Therefore, the voltage between the terminals of the first auxiliary winding and the second auxiliary winding can be reliably fixed to the voltage of the DC power source.
請求項19に記載のスイッチング電源装置は、スイッチング素子は、第1スイッチング素子〜第4スイッチング素子からなり、第1スイッチング素子と第2スイッチング素子は、直列接続された状態で直流電源に並列接続され、第3スイッチング素子と第4スイッチング素子は、直列接続された状態で直流電源に並列接続され、1次巻線は、第1スイッチング素子と第2スイッチング素子の接続点と、第3スイッチング素子と第4スイッチング素子の接続点との間に接続され、第1補助巻線に直列接続され、直列接続された状態で第4スイッチング素子に並列接続される第1サージ抑制整流素子と、第2補助巻線に直列接続され、直列接続された状態で第2スイッチング素子に並列接続される第2サージ抑制整流素子と、第1補助巻線と第1サージ抑制整流素子の接続点と、第2補助巻線と第2サージ抑制整流素子の接続点との間に接続されるサージ抑制容量素子と、を有することを特徴とする。この構成によれば、第3スイッチング素子及び第1サージ抑制整流素子を介して第1補助巻線を直流電源に接続することができる。第1スイッチング素子及び第2サージ抑制整流素子を介して第2補助巻線を直流電源に接続することができる。そのため、第1補助巻線及び第2補助巻線の端子間電圧を直流電源の電圧に確実に固定することができる。 In the switching power supply device according to claim 19, the switching element includes a first switching element to a fourth switching element, and the first switching element and the second switching element are connected in parallel to the DC power supply in a state of being connected in series. The third switching element and the fourth switching element are connected in parallel to the DC power source in a state of being connected in series, and the primary winding is a connection point between the first switching element and the second switching element, and the third switching element, A first surge-suppressing rectifier element connected between a connection point of the fourth switching element, connected in series to the first auxiliary winding, and connected in parallel to the fourth switching element in a connected state; and a second auxiliary A second surge suppression rectifier element connected in series to the winding and connected in parallel to the second switching element in a state of being connected in series; the first auxiliary winding; and the first And having a connection point of the over-di inhibiting the rectifying element, and a surge suppression capacitor element connected between a connection point of the second auxiliary winding and the second surge suppression rectifying element. According to this configuration, the first auxiliary winding can be connected to the DC power supply via the third switching element and the first surge suppression rectifying element. The second auxiliary winding can be connected to the DC power source via the first switching element and the second surge suppression rectifying element. Therefore, the voltage between the terminals of the first auxiliary winding and the second auxiliary winding can be reliably fixed to the voltage of the DC power source.
請求項20に記載のスイッチング電源装置は、スイッチング素子は、第1スイッチング素子〜第4スイッチング素子からなり、第1スイッチング素子と第2スイッチング素子は、直列接続された状態で直流電源に並列接続され、第3スイッチング素子と第4スイッチング素子は、直列接続された状態で直流電源に並列接続され、1次巻線は、第1スイッチング素子と第2スイッチング素子の接続点と、第3スイッチング素子と第4スイッチング素子の接続点との間に接続され、第1補助巻線に直列接続され、直列接続された状態で直流電源に並列接続される第1サージ抑制整流素子と、第2補助巻線に直列接続され、直列接続された状態で第2スイッチング素子に並列接続される第2サージ抑制整流素子と、第1補助巻線と第1サージ抑制整流素子の接続点と、第2補助巻線と第2サージ抑制整流素子の接続点との間に接続されるサージ抑制容量素子と、を有することを特徴とする。この構成によれば、第1サージ抑制整流素子を介して第1補助巻線を直流電源に接続することができる。第2スイッチング素子及び第2サージ抑制整流素子を介して第2補助巻線を直流電源に接続することができる。そのため、第1補助巻線及び第2補助巻線の端子間電圧を直流電源の電圧に確実に固定することができる。
In the switching power supply device according to
請求項21に記載のスイッチング電源装置は、スイッチング素子は、第1スイッチング素子〜第4スイッチング素子からなり、第1スイッチング素子と第2スイッチング素子は、直列接続された状態で直流電源に並列接続され、第3スイッチング素子と第4スイッチング素子は、直列接続された状態で直流電源に並列接続され、1次巻線は、第1スイッチング素子と第2スイッチング素子の接続点と、第3スイッチング素子と第4スイッチング素子の接続点との間に接続され、直列接続された状態で直流電源に並列接続される第1サージ抑制容量素子及び第2サージ抑制容量素子と、第1補助巻線に直列接続され、直列接続された状態で第1サージ抑制容量素子に並列接続される第1サージ抑制整流素子と、第2補助巻線に直列接続され、直列接続された状態で第2サージ抑制容量素子に並列接続される第2サージ抑制整流素子と、第1補助巻線と第1サージ抑制整流素子の接続点と、第2補助巻線と第2サージ抑制整流素子の接続点との間に接続されるサージ抑制容量素子と、を有することを特徴とする。この構成によれば、第1サージ抑制整流素子を介して第1補助巻線を第1サージ抑制容量素子に接続することができる。第2サージ抑制整流素子を介して第2補助巻線を第2サージ抑制容量素子に接続することができる。そのため、第1補助巻線及び第2補助巻線の端子間電圧を所定電圧に確実に固定することができる。
In the switching power supply device according to
請求項22に記載のスイッチング電源装置は、1次巻線と第1補助巻線と第2補助巻線の巻数が同一であることを特徴とする。この構成によれば、請求項17〜20に記載のスイッチング電源装置において、第1補助巻線及び第2補助巻線の端子間電圧を第1巻線の端子間電圧と同一にすることができる。そのため、第1サージ抑制整流素子及び第2サージ抑制整流素子を確実に導通状態にすることができる。
The switching power supply device according to
請求項23に記載のスイッチング電源装置は、第1補助巻線と第2補助巻線の巻数が、
1次巻線の巻数の1/2であることを特徴とする。この構成によれば、請求項21に記載のスイッチング電源装置において、第1補助巻線及び第2補助巻線の端子間電圧を第1巻線の端子間電圧と同一にすることができる。そのため、第1サージ抑制整流素子及び第2サージ抑制整流素子を確実に導通状態にすることができる。
The switching power supply device according to
The number of turns of the primary winding is 1/2. According to this configuration, in the switching power supply device according to
請求項24に記載のスイッチング電源装置は、車両に搭載され、電子装置に電圧を供給することを特徴とする。この構成によれば、車両に搭載され、電子装置に電圧を供給するスイッチング電源装置において、トランスの2次巻線に接続される整流素子に加わる逆方向電圧を確実に低減するとともに、装置全体としての損失の増加も抑えることができる。 According to a twenty-fourth aspect of the present invention, the switching power supply device is mounted on a vehicle and supplies voltage to the electronic device. According to this configuration, in the switching power supply device that is mounted on the vehicle and supplies the voltage to the electronic device, the reverse voltage applied to the rectifying element connected to the secondary winding of the transformer is reliably reduced, and the entire device is The increase in loss can also be suppressed.
次に実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。本実施形態では、本発明に係るスイッチング電源装置を、車両に搭載され、バッテリの電圧を降圧して電子装置に供給するDC−DCコンバータに適用した例を示す。 Next, an embodiment is given and this invention is demonstrated in detail. In this embodiment, an example in which the switching power supply device according to the present invention is applied to a DC-DC converter that is mounted on a vehicle and that steps down the voltage of a battery and supplies the voltage to an electronic device is shown.
(第1実施形態)
まず、図1を参照してDC−DCコンバータの構成について説明する。ここで、図1は、第1実施形態のDC−DCコンバータの回路図である。なお、トランス10の1次巻線100、2次巻線101及び補助巻線102に付された・印は、巻線の巻始めを示す。
(First embodiment)
First, the configuration of the DC-DC converter will be described with reference to FIG. Here, FIG. 1 is a circuit diagram of the DC-DC converter of the first embodiment. Note that the symbol “·” attached to the primary winding 100, the secondary winding 101, and the auxiliary winding 102 of the
図1に示すDC−DCコンバータ1(スイッチング電源装置)は、バッテリB1(直流電源)の出力する直流電圧を絶縁して降圧し、車両に搭載された電子装置S1(負荷)に供給する1石式のフォワード式コンバータである。DC−DCコンバータ1は、トランス10と、コイル11と、入力側回路12と、出力側回路13と、制御回路14とを備えている。
The DC-DC converter 1 (switching power supply device) shown in FIG. 1 insulates and steps down the DC voltage output from the battery B1 (DC power supply) and supplies it to the electronic device S1 (load) mounted on the vehicle. It is a forward type converter. The DC-
トランス10は、1次側に入力される交流電圧を降圧して2次側から出力する素子である。トランス10は、1次巻線100と、2次巻線101と、補助巻線102とを備えている。1次巻線100の巻数は、Npに設定されている。2次巻線101の巻数は、1次巻線100の巻数Npより少ないNsに設定されている。補助巻線102の巻数は、1次巻線100の巻数と同じNpに設定されている。1次巻線100の巻始め側である一端はコイル11に、他端は入力側回路12にそれぞれ接続されている。2次巻線101の巻始め側である一端及び他端は出力側回路13にそれぞれ接続されている。補助巻線102の巻始め側である一端はバッテリB1の正極端に、他端は後述する入力側回路12の構成部品にそれぞれ接続されている。
The
コイル11は、電流が流れることでエネルギーを蓄積、放出する素子である。コイル11は、1次巻線100に直列接続されている。コイル11の一端は1次巻線100の一端に、他端はバッテリB1の正極端にそれぞれ接続されている。
The
入力側回路12は、バッテリB1の出力する直流電圧を交流電圧に変換する回路である。入力側回路12は、主スイッチング素子120(スイッチング素子)と、アクティブクランプ回路121と、サージ抑制回路122(第1サージ抑制回路)、123(第2サージ抑制回路)と、補助巻線102とを備えている。
The
主スイッチング素子120は、1次巻線100とバッテリB1との間に接続され、スイッチングすることで、バッテリB1から1次巻線100に供給する電圧を制御する素子である。主スイッチング素子120は、例えばMOSFETである。主スイッチング素子120のドレインは1次巻線100の他端に、ソースはバッテリB1の負極端にそれぞれ接続されている。
The
アクティブクランプ回路121は、1次巻線100に並列接続され、主スイッチング素子120のオフ期間にトランス10をリセットする回路である。アクティブクランプ回路121は、コンデンサ121a(クランプ容量素子)と、副スイッチング素子121b(クランプスイッチング素子)とを備えている。副スイッチング素子121bは、例えばMOSFETである。コンデンサ121aと副スイッチ121bは、直列接続されている。具体的には、コンデンサ121aが、副スイッチング素子121bのドレインに接続されている。コンデンサ121aの一端は、コイル11の他端に接続されている。副スイッチング素子121bのソースは、1次巻線100の他端に接続されている。また、ゲートは、制御回路14に接続されている。アクティブクランプ回路121は、コイル11を介して1次巻線100に並列接続されている。
The
サージ抑制回路122、123は、主スイッチング素子120や副スイッチング素子121bのスイッチングに伴って発生するサージ電圧を抑える回路である。
The
サージ抑制回路122は、コンデンサ122a(第1サージ抑制容量素子)と、ダイオード122b(第1サージ抑制整流素子)とを備えている。コンデンサ122aは、ダイオード122bに並列接続されている。ダイオード122bのカソードは補助巻線102の他端に、アノードはバッテリB1の負極端にそれぞれ接続されている。サージ抑制回路122は、補助巻線102に直列接続され、直列接続された状態でバッテリB1に並列接続されている。
The
サージ抑制回路123は、コンデンサ123a(第2サージ抑制容量素子)と、ダイオード123b(第2サージ抑制整流素子)とを備えている。コンデンサ123aは、ダイオード123bに並列接続されている。ダイオード123bのカソードはコンデンサ121aと副スイッチング素子121bの接続点に、アノードは補助巻線102とサージ抑制回路122の接続点にそれぞれ接続されている。
The
出力側回路13は、トランス10と電子装置S1との間に接続され、トランス10の出力する交流電圧を整流して直流電圧に変換し、電子装置S1に供給する回路である。出力側回路13は、ダイオード130(第1整流素子)、131(第2整流素子)と、コイル132と、コンデンサ133とを備えている。
The
ダイオード130、131は、2次巻線101の出力する交流電圧を整流する素子である。
The
ダイオード130は、2次巻線101の一端と電子装置S1の正極端の間に接続されている。ダイオード130のアノードは、2次巻線101の一端に接続されている。また、カソードは、コイル132に接続され、コイル132を介して電子装置S1の正極端に接続されている。
The
ダイオード131は、2次巻線101の他端と電子装置S1の正極端の間に接続されている。ダイオード131のアノードは、2次巻線101の他端に接続されている。また、カソードは、コイル132に接続され、コイル132を介して電子装置S1の正極端に接続されている。
The
コイル132は、電流が流れることでエネルギーを蓄積、放出する素子である。コイル132の一端はダイオード130、131のカソードに、他端は電子装置S1の正極端にそれぞれ接続されている。
The
コンデンサ133は、ダイオード130、131によって整流された直流電圧を平滑する素子である。コンデンサ133の一端は、電子装置S1の正極端に接続されるコイル132の他端に接続されている。また、他端は、電子装置S1の負極端に接続される2次巻線101の他端に接続されている。
The
制御回路14は、出力電圧が目標電圧になるように、主スイッチング素子120及び副スイッチング素子121bのスイッチングを制御する回路である。制御回路14は、主スイッチング素子120及び副スイッチング素子121bのゲートに接続されている。
The control circuit 14 is a circuit that controls the switching of the
次に、図1及び図2を参照してDC−DCコンバータの動作について説明する。ここで、図2は、図1に示すDC−DCコンバータの各部の波形である。なお、DC−DCコンバータ1は、前述したように1石式のフォワード式コンバータであり、電圧変換動作については周知であるので説明を省略する。ここでは、出力側回路を構成するダイオードに加わる逆方向電圧の低減動作について説明する。
Next, the operation of the DC-DC converter will be described with reference to FIGS. Here, FIG. 2 is a waveform of each part of the DC-DC converter shown in FIG. Note that the DC-
図1に示す主スイッチング素子120がオンするとともに、副スイッチング素子121bがオフすると、ダイオード130が導通状態になり、ダイオード131が非導通状態になる。図2に示すように、ダイオード130に流れる順方向電流は増加し、ダイオード131に流れる順方向電流は減少する(t0〜t1)。ダイオード131に流れる順方向電流が0になると(t1)、ダイオード131は、逆回復期間となる。しかし、コンデンサ122a、123aとコイル11が、共振動作により逆回復時の急峻な電圧変化を抑制している。そのため、ノイズの発生を抑えることができる。
When the
共振動作により、コンデンサ122aに蓄積されたエネルギーがコイル11に転送されると、ダイオード122bが導通状態となる(t2〜t3)。そして、補助巻線102が、ダイオード122bを介してバッテリB1に接続される。その結果、補助巻線102の端子間電圧が、バッテリB1の電圧に固定される。そのため、2次巻線101の端子間電圧は、バッテリB1の電圧と、トランス10の巻数比とによって決まる所定電圧に固定されることになる。従って、ダイオード131に加わる逆方向電圧を、バッテリB1の電圧と巻数比によって決まる所定電圧に抑えることができる。このとき、補助巻線102に流れる電流は、コイル11、1次巻線100、主スイッチング素子120及びダイオード122bを経て還流する。そして、コンデンサ122aに蓄積されたエネルギーは、最終的に、トランス10を介して出力側回路13に転送される。
When the energy accumulated in the
図1に示す主スイッチング素子がオフするとともに、副スイッチング素子121bがオンすると、先程とは逆に、ダイオード130が非導通状態となり、ダイオード131が導通状態となる。図2に示すように、ダイオード130に流れる順方向電流は減少し、ダイオード131に流れる順方向電流は増加する(t4〜t5)。ダイオード130に流れる順方向電流が0になると(t5)、ダイオード130は、逆回復期間となる。しかし、コンデンサ122a、123aとコイル11が、共振動作により逆回復時の急峻な電圧変化を抑制している。そのため、ノイズの発生を抑えることができる。
When the main switching element shown in FIG. 1 is turned off and the
共振動作により、コンデンサ123aに蓄積されたエネルギーがコイル11に転送されると、ダイオード123bが導通状態となる(t6〜t7)。そして、補助巻線102が、ダイオード123bを介してコンデンサ121aに接続される。その結果、補助巻線102の端子間電圧が、コンデンサ121aの端子間電圧に固定される。ここで、コンデンサ121aの端子間電圧は、バッテリB1の電圧と、トランス10の巻線比と、主スイッチング素子120のオンデューティ比とによって決まる所定電圧となっている。そのため、2次巻線101の端子間電圧は、バッテリB1の電圧と巻数比とオンデューティ比とによって決まる所定電圧に固定されることになる。従って、ダイオード130に加わる逆方向電圧を、バッテリB1の電圧と巻線比とオンデューティ比とによって決まる所定電圧に抑えることができる。このとき、補助巻線102に流れる電流は、ダイオード123b、副スイッチング素子121b、1次巻線100及びコイル11を経て還流する。そして、コンデンサ123aに蓄積されたエネルギーは、最終的に、バッテリB1に回生される。
When the energy accumulated in the
次に、効果について説明する。第1実施形態によれば、ダイオード130の非導通時に、2次巻線101の端子間電圧が、逆方向電圧としてダイオード130に加わる。また、ダイオード131の非導通時に、2次巻線101の端子間電圧が、逆方向電圧としてダイオード131に加わる。しかし、このとき、補助巻線102の端子間電圧が、所定電圧に固定される。そのため、2次巻線の端子間電圧を抑えることができる。従って、車両に搭載され、電子装置に電圧を供給するDC−DCコンバータ1において、ダイオード130、131に加わる逆方向電圧を確実に抑えることができる。しかも、従来のように、コンデンサの放電損失もないため、装置全体としての損失の増加も抑えることができる。
Next, the effect will be described. According to the first embodiment, the voltage between the terminals of the secondary winding 101 is applied to the
また、第1実施形態によれば、補助巻線102の端子間電圧をバッテリB1の電圧又はコンデンサ121aの端子間電圧に固定する。そのため、補助巻線102の端子間電圧を確実に所定電圧に固定することができる。
Further, according to the first embodiment, the terminal voltage of the auxiliary winding 102 is fixed to the voltage of the battery B1 or the terminal voltage of the
さらに、第1実施形態によれば、ダイオード122bを介して補助巻線102をバッテリB1に接続する。また、ダイオード123bを介して補助巻線102をコンデンサ121aに接続する。そのため、補助巻線102の端子間電圧を確実にバッテリB1の電圧又はコンデンサ121aの端子間電圧に固定することができる。
Furthermore, according to the first embodiment, the auxiliary winding 102 is connected to the battery B1 via the
加えて、第1実施形態によれば、1次巻線100と補助巻線102の巻数が同一になるように設定されている。これにより、補助巻線102の端子間電圧を第1巻線100の端子間電圧と同一にすることができる。そのため、ダイオード122b、123bを確実に導通状態にすることができる。
In addition, according to the first embodiment, the number of turns of the primary winding 100 and the auxiliary winding 102 is set to be the same. Thereby, the inter-terminal voltage of the auxiliary winding 102 can be made the same as the inter-terminal voltage of the first winding 100. Therefore, the
(第2実施形態)
次に、第2実施形態のDC−DCコンバータについて説明する。第2実施形態のDC−DCコンバータは、第1実施形態のDC−DCコンバータが、1つの補助巻線を有する構成であるのに対して、2つの補助巻線を有する構成としたものである。
(Second Embodiment)
Next, the DC-DC converter of the second embodiment will be described. The DC-DC converter of the second embodiment is configured to have two auxiliary windings, whereas the DC-DC converter of the first embodiment is configured to have one auxiliary winding. .
まず、図3を参照して第2実施形態のDC−DCコンバータの構成について説明する。ここで、図3は、第2実施形態におけるDC−DCコンバータの回路図である。なお、トランス20の1次巻線200、2次巻線201及び補助巻線202に付された・印は、巻線の巻始めを示す。
First, the configuration of the DC-DC converter of the second embodiment will be described with reference to FIG. Here, FIG. 3 is a circuit diagram of the DC-DC converter in the second embodiment. Note that the symbol “·” attached to the primary winding 200, the secondary winding 201, and the auxiliary winding 202 of the
図3に示すDC−DCコンバータ2(スイッチング電源装置)は、1石式のフォワード式コンバータである。DC−DCコンバータ2は、トランス20と、コイル21と、入力側回路22と、出力側回路23と、制御回路24とを備えている。コイル21、出力側回路23及び制御回路24は、第1実施形態のコイル11、出力側回路13及び制御回路14と同一構成である。
The DC-DC converter 2 (switching power supply device) shown in FIG. 3 is a one-stone forward converter. The DC-
トランス20は、1次巻線200と、2次巻線201と、補助巻線202(第1補助巻線)、203(第2補助巻線)とを備えている。1次巻線200、2次巻線201及び補助巻線202は、第1実施形態の1次巻線100、2次巻線101及び補助巻線102と同一構成である。補助巻線203の巻数は、1次巻線200の巻数と同じNpに設定されている。補助巻線203は、入力側回路22の構成部品にそれぞれ接続されている。
The
入力側回路22は、主スイッチング素子220(スイッチング素子)と、アクティブクランプ回路221と、サージ抑制ダイオード222b(第1サージ抑制整流素子)と、サージ抑制ダイオード224(第2サージ抑制整流素子)と、サージ抑制コンデンサ225(第2サージ抑制容量素子)と、補助巻線202、203とを備えている。主スイッチング素子220及びアクティブクランプ回路221は、第1実施形態の主スイッチング素子120及びアクティブクランプ回路121と同一構成である。
The
サージ抑制ダイオード224及びサージ抑制コンデンサ225は、主スイッチング素子220や副スイッチング素子221bのスイッチングに伴って発生するサージ電圧を抑える素子である。
The
サージ抑制ダイオード224は、補助巻線203に直流接続されている。具体的には、サージ抑制ダイオード224のカソードが、補助巻線203の巻始め側である一端に接続されている。サージ抑制ダイオード224のアノードは、コンデンサ221aの一端に接続されている。補助巻線203の他端は、コンデンサ221aの他端に接続されている。直列接続されたサージ抑制ダイオード224と補助巻線203は、コンデンサ221aに並列接続されている。
The
サージ抑制コンデンサ225の一端は、補助巻線202とサージ抑制ダイオード222bの接続点に、他端は補助巻線203とサージ抑制ダイオード224の接続点にそれぞれ接続されている。
One end of the
次に、図3を参照して出力側回路を構成するダイオードに加わる逆方向電圧の低減動作について説明する。ダイオード230が導通状態、ダイオード231が非導通状態になると、補助巻線202が、サージ抑制ダイオード222bを介してバッテリB2に接続される。その結果、補助巻線202の端子間電圧が、バッテリB2の電圧に固定される。そのため、2次巻線201の端子間電圧は、バッテリB2の電圧と、トランス20の巻数比とによって決まる所定電圧に固定されることになる。従って、ダイオード231に加わる逆方向電圧を、バッテリB2の電圧と巻数比によって決まる所定電圧に抑えることができる。
Next, the operation of reducing the reverse voltage applied to the diode constituting the output side circuit will be described with reference to FIG. When the
ダイオード230が非導通状態、ダイオード231が導通状態になると、補助巻線203が、ダイオード224を介してコンデンサ221aに接続される。その結果、補助巻線203の端子間電圧が、コンデンサ221aの端子間電圧に固定される。そのため、2次巻線201の端子間電圧は、コンデンサ221aの端子間電圧と、トランス20の巻数比と、主スイッチング素子220のオンデューティ比とによって決まる所定電圧に固定されることになる。従って、ダイオード230に加わる逆方向電圧を、コンデンサ221aの端子間電圧と巻数比とオンデューティ比とによって決まる所定電圧に抑えることができる。
When the
次に、効果について説明する。第2実施形態によれば、補助巻線202、203の端子間電圧をバッテリB2の電圧又はコンデンサ221aの端子間電圧に固定する。そのため、補助巻線202の端子間電圧を確実に所定電圧に固定することができる。
Next, the effect will be described. According to the second embodiment, the voltage between the terminals of the
また、第2実施形態によれば、サージ抑制ダイオード222bを介して補助巻線202をバッテリB2に接続する。また、ダイオード224を介して補助巻線203をコンデンサ221aに接続する。そのため、補助巻線202、203の端子間電圧を確実にバッテリB2の電圧又はコンデンサ221aの端子間電圧に固定することができる。
Further, according to the second embodiment, the auxiliary winding 202 is connected to the battery B2 via the
さらに、第2実施形態によれば、1次巻線200と補助巻線202、203の巻数が同一になるように設定されている。これにより、補助巻線202、203の端子間電圧を第1巻線200の端子間電圧と同一にすることができる。そのため、サージ抑制ダイオード222b、224を確実に導通状態にすることができる。
Furthermore, according to the second embodiment, the primary winding 200 and the
(第3実施形態)
次に、第3実施形態のDC−DCコンバータについて説明する。第3実施形態のDC−DCコンバータは、第1実施形態のDC−DCコンバータが、1つのトランスを有する構成であるのに対して、2つのトランスを有する構成にするとともに、それに伴って出力側回路の構成を変更したものである。
(Third embodiment)
Next, a DC-DC converter according to a third embodiment will be described. The DC-DC converter of the third embodiment is configured to have two transformers, whereas the DC-DC converter of the first embodiment is configured to have one transformer, and accordingly the output side The circuit configuration is changed.
まず、図4を参照して第3実施形態のDC−DCコンバータの構成について説明する。ここで、図4は、第3実施形態におけるDC−DCコンバータの回路図である。なお、トランス30A、30Bの1次巻線300A、300B、2次巻線301A、301B及び補助巻線302A、302Bに付された・印は、巻線の巻始めを示す。
First, the configuration of the DC-DC converter of the third embodiment will be described with reference to FIG. Here, FIG. 4 is a circuit diagram of the DC-DC converter in the third embodiment. In addition, the symbol “·” attached to the
図4に示すDC−DCコンバータ3(スイッチング電源装置)は、1石式のフォワード・フライバック式コンバータである。DC−DCコンバータ3は、トランス30A(第1トランス)、30B(第2トランス)と、コイル31と、入力側回路32と、出力側回路33と、制御回路34とを備えている。コイル31及び制御回路34は、第1実施形態のコイル11及び制御回路14と同一構成である。
The DC-DC converter 3 (switching power supply device) shown in FIG. 4 is a one-stone forward flyback converter. The DC-DC converter 3 includes
トランス30A、30Bは、1次巻線300A、300Bと、2次巻線301A、301Bと、補助巻線302A、302B(補助巻線)とを備えている。1次巻線300A、300Bの巻数は、Npに設定されている。2次巻線301A、301Bの巻数は、1次巻線300A、300Bの巻数Npより少ないNsに設定されている。補助巻線302A、302Bの巻数は、1次巻線300A、300Bの巻数と同じNpに設定されている。1次巻線300A、300B、2次巻線301A、301B及び補助巻線302A、302Bは、それぞれ直列接続されている。直列接続された1次巻線300A、300Bが、第1実施形態の1次巻線100に相当する。直列接続された補助巻線302A、302Bが、第1実施形態の補助巻線102に相当する。1次巻線300Aの巻始め側である一端はバッテリB3の正極端に、1次巻線300Bの巻終り側である一端は入力側回路32にそれぞれ接続されている。2次巻線301Aの巻始め側である一端と、2次巻線301Bの巻終り側である一端は、出力側回路33にそれぞれ接続されている。補助巻線302Aの巻始め側である一端はバッテリB3の正極端に、補助巻線302Bの巻終り側である一端は入力側回路32の構成部品にそれぞれ接続されている。
The
入力側回路32は、主スイッチング素子320(スイッチング素子)と、アクティブクランプ回路321と、サージ抑制回路322(第1サージ抑制回路)、322(第2サージ抑制回路)と、補助巻線302A、302Bとを備えている。直列接続した補助巻線302A、302Bを第1実施形態の補助巻線102とみなせば、入力側回路32は、第1実施形態の入力側回路12と同一構成である。
The
出力側回路33は、ダイオード334(第1整流素子)、335(第2整流素子)と、
コンデンサ333とを備えている。
The
And a
ダイオード334は、直列接続された2次巻線301A、301Bの一端と電子装置S3の正極端の間に接続されている。ダイオード334のアノードは、2次巻線301Aの巻始め側である一端に接続されている。また、カソードは、電子装置S3の正極端に接続されている。
The
ダイオード335は、直列接続された2次巻線301A、301Bの他端と電子装置S3の正極端の間に接続されている。ダイオード335のアノードは、2次巻線301Bの巻終り側である一端に接続されている。また、カソードは、電子装置S3の正極端に接続されている。
The
コンデンサ333の一端は、電子装置S3の正極端に接続されるダイオード334、335のカソードに接続されている。また、他端は、電子装置S3の負極端に接続される2次巻線301A、301Bの接続点に接続されている。
One end of the
次に、図4を参照してDC−DCコンバータの動作について説明する。なお、DC−DCコンバータ3は、前述したように1石式のフォワード・フライバック式コンバータであり、電圧変換動作については周知であるので説明を省略する。ここでは、出力側回路を構成するダイオードに加わる逆方向電圧の低減動作について説明する。ダイオード334が導通状態、ダイオード335が非導通状態になると、直列接続された補助巻線302A、302Bが、ダイオード322bを介してバッテリB3に接続される。その結果、直列接続された補助巻線302A、302Bの端子間電圧が、バッテリB3の電圧に固定される。そのため、直列接続された2次巻線301A、301Bの端子間電圧は、バッテリB3の電圧と、トランス30の巻数比とによって決まる所定電圧に固定されることになる。従って、ダイオード335に加わる逆方向電圧を、バッテリB3の電圧と巻数比によって決まる所定電圧に抑えることができる。
Next, the operation of the DC-DC converter will be described with reference to FIG. Note that the DC-DC converter 3 is a one-stone forward flyback converter as described above, and the voltage conversion operation is well known, and thus the description thereof is omitted. Here, the operation of reducing the reverse voltage applied to the diode constituting the output side circuit will be described. When the
ダイオード334が非導通状態、ダイオード335が導通状態になると、直列接続された補助巻線302A、302Bが、ダイオード323bを介してコンデンサ321aに接続される。その結果、直列接続された補助巻線302A、302Bの端子間電圧が、コンデンサ321aの端子間電圧に固定される。そのため、直列接続された2次巻線301A、301Bの端子間電圧は、コンデンサ321aの端子間電圧と、トランス30の巻数比と、主スイッチング素子320のオンデューティ比とによって決まる所定電圧に固定されることになる。従って、ダイオード334に加わる逆方向電圧を、コンデンサ321aの端子間電圧と巻数比とオンデューティ比とによって決まる所定電圧に抑えることができる。
When the
次に、効果について説明する。第3実施形態によれば、直列接続された補助巻線302A、302Bの端子間電圧をバッテリB3の電圧又はコンデンサ321aの端子間電圧に固定する。そのため、直列接続された補助巻線302A、302Bの端子間電圧を確実に所定電圧に固定することができる。
Next, the effect will be described. According to the third embodiment, the voltage between the terminals of the
また、第3実施形態によれば、ダイオード322bを介して直列接続された補助巻線302A、302BをバッテリB3に接続する。また、ダイオード323bを介して直列接続された補助巻線302A、302Bをコンデンサ321aに接続する。そのため、直列接続された補助巻線302A、302Bの端子間電圧を確実にバッテリB3の電圧又はコンデンサ321aの端子間電圧に固定することができる。
Further, according to the third embodiment, the
さらに、第3実施形態によれば、1次巻線300A、300Bと補助巻線302A、302Aの巻数が同一になるように設定されている。これにより、直列接続された補助巻線301A、301Bの端子間電圧を直列接続された第1巻線300A、300Bの端子間電圧と同一にすることができる。そのため、ダイオード322b、323bを確実に導通状態にすることができる。
Furthermore, according to the third embodiment, the
(第4実施形態)
次に、第4実施形態のDC−DCコンバータについて説明する。第4実施形態のDC−DCコンバータは、第2実施形態のDC−DCコンバータが、1つのトランスを有する構成であるのに対して、2つのトランスを有する構成にするとともに、それに伴って出力側回路の構成を第3実施形態と同一構成に変更したものである。
(Fourth embodiment)
Next, a DC-DC converter according to a fourth embodiment will be described. The DC-DC converter according to the fourth embodiment is configured to have two transformers, whereas the DC-DC converter according to the second embodiment is configured to have one transformer. The circuit configuration is changed to the same configuration as that of the third embodiment.
まず、図5を参照して第4実施形態のDC−DCコンバータの構成について説明する。ここで、図5は、第4実施形態におけるDC−DCコンバータの回路図である。なお、トランス40A、40Bの1次巻線400A、400B、2次巻線401A、401B及び補助巻線402A、402B、403A、403Bに付された・印は、巻線の巻始めを示す。
First, the configuration of the DC-DC converter of the fourth embodiment will be described with reference to FIG. Here, FIG. 5 is a circuit diagram of the DC-DC converter in the fourth embodiment. Note that the symbol “·” attached to the
図5に示すDC−DCコンバータ4(スイッチング電源装置)は、1石式のフォワード・フライバック式コンバータである。DC−DCコンバータ4は、トランス40A、40Bと、コイル41と、入力側回路42と、出力側回路43と、制御回路44とを備えている。コイル41及び出力側回路43は、第3実施形態のコイル31及び出力側回路33と同一構成である。制御回路44は、第2実施形態の制御回路24と同一構成である。
The DC-DC converter 4 (switching power supply device) shown in FIG. 5 is a one-stone forward flyback converter. The DC-DC converter 4 includes
トランス40A、40Bは、1次巻線400A、400Bと、2次巻線401A、401Bと、補助巻線402A、402B(第1補助巻線)と、補助巻線403A、403B(第2補助巻線)とを備えている。1次巻線400A、400Bの巻数は、Npに設定されている。2次巻線401A、401Bの巻数は、1次巻線400A、400Bの巻数Npより少ないNsに設定されている。補助巻線402A、402B、403A、403Bの巻数は、1次巻線400A、400Bの巻数と同じNpに設定されている。1次巻線400A、400B、2次巻線401A、401B、補助巻線402A、402B及び補助巻線403A、403Bは、それぞれ直列接続されている。直列接続された1次巻線400A、400Bが、第2実施形態の1次巻線200に相当する。直列接続された補助巻線402A、402Bが、第2実施形態の補助巻線202に相当する。直列接続された補助巻線403A、403Bが、第2実施形態の補助巻線203に相当する。1次巻線400Aの巻始め側である一端はバッテリB4の正極端に、1次巻線400Bの巻終り側である一端は入力側回路42にそれぞれ接続されている。2次巻線401Aの巻始め側である一端と、2次巻線401Bの巻終り側である一端は、出力側回路43にそれぞれ接続されている。直列接続された補助巻線403A、403Bは、入力側回路42の構成部品に接続されている。
The
入力側回路42は、主スイッチング素子420(スイッチング素子)と、アクティブクランプ回路421と、サージ抑制回路422と、サージ抑制ダイオード424(第2サージ抑制整流素子)と、サージ抑制コンデンサ425(第2サージ抑制容量素子)と、補助巻線402A、402B(第1補助巻線)、403A、403B(第2補助巻線)とを備えている。直列接続された補助巻線402A、402Bを第2実施形態の補助巻線202と、直列接続された補助巻線403A、403Bを第2実施形態の補助巻線203とみなせば、入力側回路42は、第2実施形態の入力側回路22と同一構成である。
The
次に、図5を参照して出力側回路を構成するダイオードに加わる逆方向電圧の低減動作について説明する。ダイオード434が導通状態、ダイオード435が非導通状態になると、直列接続された補助巻線402A、402Bが、ダイオード422bを介してバッテリB4に接続される。その結果、直列接続された補助巻線402A、402Bの端子間電圧が、バッテリB4の電圧に固定される。そのため、直列接続された2次巻線401A、401Bの端子間電圧は、バッテリB4の電圧と、トランス40の巻数比とによって決まる所定電圧に固定されることになる。従って、ダイオード435に加わる逆方向電圧を、バッテリB4の電圧と巻数比によって決まる所定電圧に抑えることができる。
Next, the operation of reducing the reverse voltage applied to the diode constituting the output side circuit will be described with reference to FIG. When the
ダイオード434が非導通状態、ダイオード435が導通状態になると、直列接続された補助巻線403A、403Bが、ダイオード424を介してコンデンサ421aに接続される。その結果、直列接続された補助巻線403A、403Bの端子間電圧が、コンデンサ421aの端子間電圧に固定される。そのため、直列接続された2次巻線401A、401Bの端子間電圧は、コンデンサ421aの端子間電圧と、トランス40の巻数比と、主スイッチング素子420のオンデューティ比とによって決まる所定電圧に固定されることになる。従って、ダイオード434に加わる逆方向電圧を、コンデンサ421aの端子間電圧と巻数比とオンデューティ比とによって決まる所定電圧に抑えることができる。
When the
次に、効果について説明する。第4実施形態によれば、直列接続された補助巻線402A、402B及び直列接続された補助巻線403A、403Bの端子間電圧をバッテリB4の電圧又はコンデンサ421aの端子間電圧に固定する。そのため、直列接続された補助巻線402A、402B及び直列接続された補助巻線403A、403Bの端子間電圧を確実に所定電圧に固定することができる。
Next, the effect will be described. According to the fourth embodiment, the voltage between the terminals of the
また、第4実施形態によれば、ダイオード422bを介して直列接続された補助巻線402A、402BをバッテリB4に接続する。また、ダイオード424を介して直列接続された補助巻線403A、403Bをコンデンサ421aに接続する。そのため、直列接続された補助巻線402A、402B及び補助巻線403A、403Bの端子間電圧を確実にバッテリB4の電圧又はコンデンサ421aの端子間電圧に固定することができる。
Further, according to the fourth embodiment, the
さらに、第4実施形態によれば、1次巻線400A、400Bと補助巻線402A、402B、403A、403Bの巻数が同一になるように設定されている。これにより、直列接続された補助巻線402A、402B及び直列接続された補助巻線403A、403Bの端子間電圧を、直列接続された第1巻線400A、400Bの端子間電圧と同一にすることができる。そのため、ダイオード422b、424を確実に導通状態にすることができる。
Furthermore, according to the fourth embodiment, the
(第5実施形態)
次に、第5実施形態のDC−DCコンバータについて説明する。第5実施形態のDC−DCコンバータは、第1実施形態のDC−DCコンバータから入力側回路を構成するアクティブクランプ回路及びサージ抑制回路の1つを削除するとともに、出力側回路を構成するダイオード及びコイルを削除したものである。
(Fifth embodiment)
Next, a DC-DC converter according to a fifth embodiment will be described. The DC-DC converter according to the fifth embodiment deletes one of the active clamp circuit and the surge suppression circuit constituting the input side circuit from the DC-DC converter according to the first embodiment, and the diode constituting the output side circuit and The coil is deleted.
まず、図6を参照して第5実施形態のDC−DCコンバータの構成について説明する。ここで、図6は、第5実施形態におけるDC−DCコンバータの回路図である。なお、トランス50の1次巻線500、2次巻線501及び補助巻線502に付された・印は、巻線の巻始めを示す。
First, the configuration of the DC-DC converter of the fifth embodiment will be described with reference to FIG. Here, FIG. 6 is a circuit diagram of the DC-DC converter in the fifth embodiment. Note that the symbol “·” attached to the primary winding 500, the secondary winding 501, and the auxiliary winding 502 of the
図6に示すDC−DCコンバータ5(スイッチング電源装置)は、1石式のフライバック式コンバータである。DC−DCコンバータ5は、トランス50と、コイル51入力側回路52と、出力側回路53と、制御回路54とを備えている。トランス50、コイル51及び制御回路54は、第1実施形態のトランス10、コイル11及び制御回路14と同一構成である。
The DC-DC converter 5 (switching power supply device) shown in FIG. 6 is a one-stone flyback converter. The DC-
入力側回路52は、主スイッチング素子520(スイッチング素子)と、サージ抑制回路522と、補助巻線502とを備えている。入力側回路52は、第1実施形態の入力側回路12からアクティブクランプ回路12及びサージ抑制回路123を削除した構成である。
The
出力側回路53は、ダイオード530(整流素子)と、コンデンサ533とを備えている。出力側回路53は、第1実施形態の出力側回路13からダイオード131及びコイル132を削除した構成である。
The
次に、図6を参照してDC−DCコンバータの動作について説明する。なお、DC−DCコンバータ5は、前述したように1石式のフライバック式コンバータであり、電圧変換動作については周知であるので説明を省略する。ここでは、出力側回路を構成するダイオードに加わる逆方向電圧の低減動作について説明する。
Next, the operation of the DC-DC converter will be described with reference to FIG. Note that the DC-
ダイオード530が非導通状態になると、補助巻線502が、ダイオード522bを介してバッテリB5に接続される。その結果、補助巻線502の端子間電圧が、バッテリB5の電圧に固定される。そのため、2次巻線501の端子間電圧は、バッテリB5の電圧と、トランス50の巻数比とによって決まる所定電圧に固定されることになる。従って、ダイオード530に加わる逆方向電圧をバッテリB5の電圧と巻数比とによって決まる所定電圧に抑えることができる。
When the
次に、効果について説明する。第5実施形態によれば、補助巻線502の端子間電圧をバッテリB5の電圧に固定する。そのため、補助巻線502の端子間電圧を確実に所定電圧に固定することができる。 Next, the effect will be described. According to the fifth embodiment, the terminal voltage of the auxiliary winding 502 is fixed to the voltage of the battery B5. Therefore, the voltage between the terminals of the auxiliary winding 502 can be reliably fixed to a predetermined voltage.
さらに、第5実施形態によれば、ダイオード522bを介して補助巻線502をバッテリB5に接続する。そのため、補助巻線502の端子間電圧を確実にバッテリB5の電圧に固定することができる。
Furthermore, according to the fifth embodiment, the auxiliary winding 502 is connected to the battery B5 via the
(第6実施形態)
次に、第6実施形態のDC−DCコンバータについて説明する。まず、図7を参照して第5実施形態のDC−DCコンバータの構成について説明する。ここで、図7は、第6実施形態におけるDC−DCコンバータの回路図である。なお、トランス6の1次巻線600、2次巻線601、602及び補助巻線603、604に付された・印は、巻線の巻始めを示す。
(Sixth embodiment)
Next, a DC-DC converter according to a sixth embodiment will be described. First, the configuration of the DC-DC converter of the fifth embodiment will be described with reference to FIG. Here, FIG. 7 is a circuit diagram of the DC-DC converter in the sixth embodiment. In addition, the mark attached to the primary winding 600, the
図7に示すDC−DCコンバータ6(スイッチング電源装置)は、バッテリB6(直流電源)の出力する直流電圧を絶縁して降圧し、車両に搭載された電子装置S6に供給する
フルブリッジ式コンバータである。DC−DCコンバータ6は、トランス60と、コイル61と、入力側回路62と、出力側回路63と、制御回路64とを備えている。
The DC-DC converter 6 (switching power supply device) shown in FIG. 7 is a full-bridge converter that insulates and steps down the DC voltage output from the battery B6 (DC power supply) and supplies it to the electronic device S6 mounted on the vehicle. is there. The DC-
トランス60は、1次側に入力される交流電圧を降圧して2次側から出力する素子である。トランス60は、1次巻線600と、2次巻線601(第1の2次巻線)と、2次巻線602(第2の2次巻線)と、補助巻線603、604とを備えている。1次巻線600の巻数は、Npに設定されている。2次巻線601、602の巻数は、1次巻線600の巻数Npより少ないNsに設定されている。補助巻線603、604の巻数は、1次巻線600の巻数と同じNpに設定されている。1次巻線600の巻始め側である一端はコイル61に、他端は入力側回路62にそれぞれ接続されている。2次巻線601、602は、直列接続されている。2次巻線601の巻始め側である一端と、2次巻線602の巻終り側である一端は、出力側回路63にそれぞれ接続されている。補助巻線603、604の一端及び他端は、入力側回路62の構成部品にそれぞれ接続されている。
The
コイル61は、電流が流れることでエネルギーを蓄積、放出する素子である。コイル61は、1次巻線600に直列接続されている。コイル61の一端は1次巻線600の一端に、他端は入力側回路62それぞれに接続されている。
The
入力側回路62は、バッテリB6の出力する直流電圧を交流電圧に変換する回路である。入力側回路62は、スイッチング回路620と、サージ抑制ダイオード621(第1サージ抑制整流素子)、622(第2サージ抑制整流素子)と、サージ抑制コンデンサ623(サージ抑制容量素子)と、補助巻線603、604とを備えている。
The
スイッチング回路620は、1次巻線600とバッテリB6との間に接続され、スイッチングすることで、バッテリB6から1次巻線600に供給する電圧を制御する素子である。スイッチング回路620は、スイッチング素子620a〜620d(第1スイッチング素子〜第4スイッチング素子)を備えている。スイッチング素子620a〜620dは、例えばMOSFETである。スイッチング素子620a(第1スイッチング素子)、620b(第2スイッチング素子)及びスイッチング素子620c(第3スイッチング素子)、620d(第4スイッチング素子)は、それぞれ直列接続されている。具体的には、スイッチング素子620a、620cのソースがスイッチング素子620b、620dのドレインにそれぞれ接続されている。直列接続されたスイッチング素子620a、620b及びスイッチング素子620c、620dは、バッテリB6に並列接続されている。具体的には、スイッチング素子620a、620cのドレインがバッテリB6の正極端に、スイッチング素子620b、620dのソースがバッテリB6の負極端にそれぞれ接続されている。
The
サージ抑制ダイオード621、622及びサージ抑制コンデンサ623は、スイッチング素子620a〜620dのスイッチングに伴って発生するサージ電圧を抑える回路である。
The
サージ抑制ダイオード621は、補助巻線603に直列接続されている。具体的には、サージ抑制ダイオード621のカソードが、補助巻線603の巻始め側である一端に接続されている。サージ抑制ダイオード621のアノードは、スイッチング素子620aのソースに接続されている。補助巻線603の他端は、スイッチング素子620aのドレインに接続されている。直列接続されたサージ抑制ダイオード621と補助巻線603は、スイッチング素子620aに並列接続されている。
The
サージ抑制ダイオード622は、補助巻線604に直列接続されている。具体的には、サージ抑制ダイオード622のカソードが、補助巻線604の巻終り側である一端に接続されている。サージ抑制ダイオード622のアノードは、スイッチング素子620bのソースに接続されている。補助巻線604の他端は、スイッチング素子620bのドレインに接続されている。直列接続されたサージ抑制ダイオード622と補助巻線604は、スイッチング素子620bに並列接続されている。
The
サージ抑制コンデンサ623の一端は補助巻線603とサージ抑制ダイオード621の接続点に、他端は補助巻線604とサージ抑制ダイオード622の接続点にそれぞれ接続されている。
One end of the
出力側回路63は、ダイオード630(第1整流素子)、631(第2整流素子)と、
コイル632と、コンデンサ633とを備えている。
The
A
ダイオード630は、直列接続された2次巻線601、602の一端と電子装置S6の正極端の間に接続されている。ダイオード630のアノードは、2次巻線601の巻始め側である一端に接続されている。また、カソードは、コイル632に接続され、コイル632を介して電子装置S6の正極端に接続されている。
The
ダイオード632は、直列接続された2次巻線601、602の他端と電子装置S6の正極端の間に接続されている。ダイオード632のアノードは、2次巻線602の巻終り側である一端に接続されている。また、カソードは、コイル632に接続され、コイル632を介して電子装置S6の正極端に接続されている。
The
コンデンサ633の一端は、電子装置S6の正極端に接続されるコイル632の他端に接続されている。また、他端は、電子装置S6の負極端に接続される2次巻線601、602の接続点に接続されている。
One end of the
制御回路64は、出力電圧が目標電圧になるように、スイッチング素子620a〜620dのスイッチングを制御する回路である。制御回路64は、スイッチング素子620a〜620dのゲートに接続されている。
The
次に、図7及び図8を参照してDC−DCコンバータ6の動作について説明する。ここで、図8は、図7に示すDC−DCコンバータの各部の波形である。なお、DC−DCコンバータ6は、前述したようにフルブリッジ式コンバータであり、電圧変換動作については周知であるので説明を省略する。ここでは、出力側回路を構成するダイオードに加わる逆方向電圧の低減動作について説明する。
Next, the operation of the DC-
図7に示す スイッチング素子620a、620dがオンするとともに、スイッチング素子620b、620cがオフすると、ダイオード630が導通状態になり、ダイオード631が非導通状態になる。図8に示すように、ダイオード630に流れる順方向電流は増加し、ダイオード631に流れる順方向電流は減少する(t0〜t1)。ダイオード631に流れる順方向電流が0になると(t1)、ダイオード631は、逆回復期間となる。しかし、コンデンサ623とコイル61が、共振動作により逆回復時の急峻な電圧変化を抑制している。そのため、ノイズの発生を抑えることができる。
When the
コイル61との共振動作により、コンデンサ623が充電されると、ダイオード622が導通状態となる(t2〜t3)。そして、補助巻線604が、スイッチング素子620a及びダイオード622を介してバッテリB6に接続される。その結果、補助巻線604の端子間電圧が、バッテリB6の電圧に固定される。そのため、2次巻線602の端子間電圧は、バッテリB6の電圧と、トランス60の巻数比とによって決まる所定電圧に固定されることになる。従って、ダイオード631に加わる逆方向電圧を、バッテリB6の電圧と巻数比によって決まる所定電圧に抑えることができる。このとき、補助巻線604に流れる電流は、コイル61、1次巻線600、スイッチング素子620d及びダイオード622を経て還流する。そして、コンデンサ623との共振動作によりコイル61に蓄積されたエネルギーは、最終的に、トランス60を介して出力側回路63に転送される。
When the
図7に示すスイッチング素子620a、620cがオンするとともに、スイッチング素子620b、620dがオフすると、共振動作によりコンデンサ623に蓄積されたエネルギーがコイル61に転送される(t3〜t4)。そして、コンデンサ623に蓄積されたエネルギーは、最終的に、コイル61、1次巻線600、スイッチング素子620c、スイッチング素子620aを経由する循環電流を減少させる方向に作用し、スイッチング素子620a、620cの導通損失を低減できる(t4〜t5)。
When the
図7に示すスイッチング素子620b、620cがオンするとともに、スイッチング素子620a、620dがオフすると、ダイオード630が非導通状態になり、ダイオード631が導通状態になる。図8に示すように、ダイオード630に流れる順方向電流は減少し、ダイオード631に流れる順方向電流は増加する(t4〜t5)。ダイオード630に流れる順方向電流が0になると(t5)、ダイオード630は、逆回復期間となる。しかし、コンデンサ623とコイル61が、共振動作により逆回復時の急峻な電圧変化を抑制している。そのため、ノイズの発生を抑えることができる。
When the switching
コイル61との共振動作により、コンデンサ623が充電されると、ダイオード621が導通状態となる(t7〜t8)。そして、補助巻線603が、スイッチング素子620b及びダイオード621を介してバッテリB6に接続される。その結果、補助巻線603の端子間電圧が、バッテリB6の電圧に固定される。そのため、2次巻線601の端子間電圧は、バッテリB6の電圧と、トランス60の巻数比とによって決まる所定電圧に固定されることになる。従って、ダイオード630に加わる逆方向電圧を、バッテリB6の電圧と巻数比によって決まる所定電圧に抑えることができる。このとき、補助巻線603に流れる電流は、スイッチング素子620c、1次巻線600、コイル61及びダイオード621を経て還流する。そして、コンデンサ623との共振動作によりコイル61に蓄積されたエネルギーは、最終的に、トランス60を介して出力側回路63に転送される。
When the
図7に示すスイッチング素子620b、620dがオンするとともに、スイッチング素子620a、620cがオフすると、共振動作によりコンデンサ623に蓄積されたエネルギーがコイル61に転送される(t8〜t9)。そして、コンデンサ623に蓄積されたエネルギーは、最終的に、コイル61、スイッチング素子620b、スイッチング素子620d、1次巻線600を経由する循環電流を減少させる方向に作用し、スイッチング素子620b、620dの導通損失を低減できる(t9〜t10)。
When the switching
次に、効果について説明する。第6実施形態によれば、補助巻線603、604の端子間電圧をバッテリB6の電圧に固定する。そのため、補助巻線603、603の端子間電圧を確実に固定することができる。
Next, the effect will be described. According to the sixth embodiment, the voltage between the terminals of the
また、第6実施形態によれば、スイッチング素子620b及びダイオード621を介して補助巻線603をバッテリB6に接続する。また、スイッチング素子620a及びダイオード622を介して補助巻線604をバッテリB6に接続する。そのため、補助巻線603、604を確実にバッテリB6の電圧に固定することができる。
Further, according to the sixth embodiment, the auxiliary winding 603 is connected to the battery B6 via the
さらに、第6実施形態によれば、1次巻線600と補助巻線603、604の巻数が同一になるように設定されている。これにより、補助巻線603、604の端子間電圧を第1巻線600の端子間電圧と同一にすることができる。そのため、ダイオード621、622を確実に導通状態にすることができる。
Furthermore, according to the sixth embodiment, the primary winding 600 and the
(第7実施形態)
次に、第7実施形態のDC−DCコンバータについて説明する。第7実施形態のDC−DCコンバータは、第6実施形態のDC−DCコンバータに対してサージ抑制回路の構成を変更したものである。
(Seventh embodiment)
Next, a DC-DC converter according to a seventh embodiment will be described. The DC-DC converter of 7th Embodiment changes the structure of a surge suppression circuit with respect to the DC-DC converter of 6th Embodiment.
まず、図9を参照して第7実施形態のDC−DCコンバータの構成について説明する。ここで、図9は、第7実施形態におけるDC−DCコンバータの回路図である。なお、トランス7の1次巻線700、2次巻線701、702及び補助巻線703、704に付された・印は、巻線の巻始めを示す。
First, the configuration of the DC-DC converter of the seventh embodiment will be described with reference to FIG. Here, FIG. 9 is a circuit diagram of the DC-DC converter in the seventh embodiment. Note that the symbol “·” attached to the primary winding 700, the
図9に示すDC−DCコンバータ7(スイッチング電源装置)は、フルブリッジ式コンバータである。DC−DCコンバータ7は、トランス70と、コイル71と、入力側回路72と、出力側回路73と、制御回路74とを備えている。トランス70、コイル71、出力側回路73及び制御回路74は、第6実施形態のトランス60、コイル61、出力側回路63及び制御回路64と同一構成である。
A DC-DC converter 7 (switching power supply device) shown in FIG. 9 is a full-bridge converter. The DC-
入力側回路72は、スイッチング回路720と、サージ抑制ダイオード721(第1サージ抑制整流素子)、722(第2サージ抑制整流素子)と、サージ抑制コンデンサ723(サージ抑制容量素子)と、補助巻線703、704とを備えている。スイッチング回路720は、第6実施形態のスイッチング回路620と同一構成である。
The
サージ抑制ダイオード721は、補助巻線703に直列接続されている。具体的には、サージ抑制ダイオード721のカソードが、補助巻線703の巻始め側である一端に接続されている。サージ抑制ダイオード721のアノードは、バッテリB7の負極端に接続されている。補助巻線703の他端は、バッテリB7の正極端に接続されている。直列接続されたサージ抑制ダイオード721と補助巻線703は、バッテリB7に並列接続されている。
The
サージ抑制ダイオード722は、補助巻線704に直列接続されている。具体的には、サージ抑制ダイオード722のカソードが、補助巻線704の巻終り側である一端に接続されている。サージ抑制ダイオード722のアノードは、バッテリB7の負極端に接続されている。補助巻線704の他端は、バッテリB7の正極端に接続されている。直列接続されたサージ抑制ダイオード722と補助巻線704は、バッテリB7に並列接続されている。
The
次に、図9を参照して出力側回路を構成するダイオードに加わる逆方向電圧の低減動作について説明する。ダイオード730が導通状態、ダイオード731が非導通状態になると、補助巻線704が、ダイオード722を介してバッテリB7に接続される。その結果、補助巻線704の端子間電圧が、バッテリB7の電圧に固定される。そのため、2次巻線702の端子間電圧は、バッテリB7の電圧と、トランス70の巻数比とによって決まる所定電圧に固定されることになる。従って、ダイオード731に加わる逆方向電圧を、バッテリB7の電圧と巻数比によって決まる所定電圧に抑えることができる。
Next, the operation of reducing the reverse voltage applied to the diode constituting the output side circuit will be described with reference to FIG. When the
ダイオード730が非導通状態、ダイオード731が導通状態になると、補助巻線703が、ダイオード721を介してバッテリB7に接続される。その結果、補助巻線703の端子間電圧が、バッテリB7の電圧に固定される。そのため、2次巻線701の端子間電圧は、バッテリB7の電圧と、トランス70の巻数比とによって決まる所定電圧に固定されることになる。従って、ダイオード730に加わる逆方向電圧を、バッテリB7の電圧と巻数比によって決まる所定電圧に抑えることができる。
When the
次に、効果について説明する。第7実施形態によれば、ダイオード721を介して補助巻線703をバッテリB7に接続する。また、ダイオード722を介して補助巻線704をバッテリB7に接続する。そのため、補助巻線703、704を確実にバッテリB7の電圧に固定することができる。
Next, the effect will be described. According to the seventh embodiment, the auxiliary winding 703 is connected to the battery B7 via the
なお、第7実施形態では、直列接続されたサージ抑制ダイオード721及び補助巻線703と、直列接続されたサージ抑制ダイオード722及び補助巻線704が、バッテリB7に並列接続されている例を挙げているが、これに限られるものではない。
In the seventh embodiment, an example in which the
図10に示すように、直列接続されたサージ抑制ダイオード721及び補助巻線703がスイッチング素子720dに並列接続され、直列接続されたサージ抑制ダイオード722及び補助巻線704がスイッチング素子720bに並列接続されていてもよい。この構成によれば、スイッチング素子720c及びダイオード721を介して補助巻線703をバッテリB7に接続する。また、スイッチング素子720a及びダイオード722を介して補助巻線704をバッテリB7に接続する。そのため、補助巻線703、704を確実にバッテリB7の電圧に固定することができる。
As shown in FIG. 10, the
また、図11に示すように、直列接続されたサージ抑制ダイオード721及び補助巻線703がバッテリB7に並列接続され、直列接続されたサージ抑制ダイオード722及び補助巻線704がスイッチング素子720bに並列接続されていてもよい。この構成によれば、ダイオード721を介して補助巻線703をバッテリB7に接続する。また、スイッチング素子720a及びダイオード722を介して補助巻線704をバッテリB7に接続する。そのため、補助巻線703、704を確実にバッテリB7の電圧に固定することができる。
Further, as shown in FIG. 11, the
補助巻線703、704の少なくともいずれかが、ダイオード730、731の非導通時にバッテリB7の電圧に固定されるような構成であればよい。
It is sufficient that at least one of the
(第8実施形態)
次に、第8実施形態のDC−DCコンバータについて説明する。第8実施形態のDC−DCコンバータは、第6実施形態のDC−DCコンバータに対し、サージ抑制回路の構成を変更するとともに、それに伴って、補助巻線の巻数を変更したものである。
(Eighth embodiment)
Next, a DC-DC converter according to an eighth embodiment will be described. The DC-DC converter of the eighth embodiment is obtained by changing the configuration of the surge suppression circuit with respect to the DC-DC converter of the sixth embodiment, and accordingly changing the number of turns of the auxiliary winding.
まず、図12を参照して第8実施形態のDC−DCコンバータの構成について説明する。ここで、図12は、第8実施形態におけるDC−DCコンバータの回路図である。なお、トランス8の1次巻線800、2次巻線801、802及び補助巻線803、804に付された・印は、巻線の巻始めを示す。
First, the configuration of the DC-DC converter of the eighth embodiment will be described with reference to FIG. Here, FIG. 12 is a circuit diagram of the DC-DC converter in the eighth embodiment. Note that the symbol “·” attached to the primary winding 800, the
図12に示すDC−DCコンバータ8(スイッチング電源装置)は、フルブリッジ式コンバータである。DC−DCコンバータ8は、トランス80と、コイル81と、入力側回路82と、出力側回路83と、制御回路84とを備えている。コイル81、出力側回路83及び制御回路84は、第6実施形態のトランス60、出力側回路63及び制御回路64と同一構成である。
The DC-DC converter 8 (switching power supply device) shown in FIG. 12 is a full bridge converter. The DC-
トランス80は、1次巻線800と、2次巻線801(第1の2次巻線)と、2次巻線802(第2の2次巻線)と、補助巻線803、804とを備えている。1次巻線800の巻数は、Npに設定されている。2次巻線801、802の巻数は、1次巻線800の巻数Npより少ないNsに設定されている。補助巻線803、804の巻数は、1次巻線800の巻数の1/2であるNp/2に設定されている。1次巻線800の巻始め側である一端はコイル81に、他端は入力側回路82にそれぞれ接続されている。2次巻線801、802は、直列接続されている。2次巻線801の巻始め側である一端と、2次巻線802の巻終り側である一端は、出力側回路83にそれぞれ接続されている。補助巻線803、804の一端及び他端は、入力側回路82の構成部品にそれぞれ接続されている。
The
入力側回路82は、スイッチング回路820と、サージ抑制ダイオード821(第1サージ抑制整流素子)、822(第2サージ抑制整流素子)と、サージ抑制コンデンサ823(第3サージ抑制容量素子)と、サージ抑制コンデンサ824(第1サージ抑制容量素子)、825(第2サージ抑制容量素子)と、補助巻線803、804とを備えている。スイッチング回路820は、第6実施形態のスイッチング回路620と同一構成である。
The
サージ抑制コンデンサ824、825は、直列接続されている。サージ抑制コンデンサ824の一端は、バッテリB8の正極端に接続されている。サージ抑制コンデンサ825の一端は、バッテリB8の負極端に接続されている。
サージ抑制ダイオード821は、補助巻線803に直列接続されている。具体的には、サージ抑制ダイオード821のカソードが、補助巻線803の巻始め側である一端に接続されている。サージ抑制ダイオード821のアノードは、サージ抑制コンデンサ824、825の接続点に接続されている。補助巻線803の他端は、サージ抑制コンデンサ824の一端に接続されている。直列接続されたサージ抑制ダイオード821及び補助巻線803は、サージ抑制コンデンサ824に並列接続されている。
The
サージ抑制ダイオード822は、補助巻線804に直列接続されている。具体的には、サージ抑制ダイオード822のカソードが、補助巻線803の巻終り側である一端に接続されている。サージ抑制ダイオード822のアノードは、サージ抑制コンデンサ825の一端に接続されている。補助巻線804の他端は、サージ抑制コンデンサ824、825の接続点に接続されている。直列接続されたサージ抑制ダイオード822及び補助巻線804は、サージ抑制コンデンサ825に並列接続されている。
The
次に、図12を参照して出力側回路を構成するダイオードに加わる逆方向電圧の低減動作について説明する。ダイオード830が導通状態、ダイオード831が非導通状態になると、補助巻線804が、ダイオード822を介してサージ抑制コンデンサ825に接続される。その結果、補助巻線804の端子間電圧が、サージ抑制コンデンサ825の電圧に固定される。そのため、2次巻線802の端子間電圧は、サージ抑制コンデンサ825の電圧と、トランス80の巻数比とによって決まる所定電圧に固定されることになる。従って、ダイオード831に加わる逆方向電圧を、サージ抑制コンデンサ825の電圧と巻数比によって決まる所定電圧に抑えることができる。
Next, the operation of reducing the reverse voltage applied to the diode constituting the output side circuit will be described with reference to FIG. When the
ダイオード830が非導通状態、ダイオード831が導通状態になると、補助巻線803が、ダイオード821を介してサージ抑制コンデンサ824に接続される。その結果、補助巻線803の端子間電圧が、サージ抑制コンデンサ824の電圧に固定される。そのため、2次巻線801の端子間電圧は、サージ抑制コンデンサ824の電圧と、トランス80の巻数比とによって決まる所定電圧に固定されることになる。従って、ダイオード830に加わる逆方向電圧を、サージ抑制コンデンサ824の電圧と巻数比によって決まる所定電圧に抑えることができる。
When the
次に、効果について説明する。第8実施形態によれば、ダイオード824を介して補助巻線803をサージ抑制コンデンサ824に接続する。また、ダイオード825を介して補助巻線804をサージ抑制コンデンサ825に接続する。そのため、補助巻線803、804を確実にサージ抑制コンデンサ824、825の電圧に固定することができる。
Next, the effect will be described. According to the eighth embodiment, the auxiliary winding 803 is connected to the surge suppression capacitor 824 via the diode 824. Further, the auxiliary winding 804 is connected to the
また、第8実施形態によれば、補助巻線803、804の巻数が1次巻線800の巻数の1/2になるように設定されている。これにより、補助巻線803、804の端子間電圧を第1巻線800の端子間電圧と同一にすることができる。そのため、ダイオード821、822を確実に導通状態にすることができる。
Further, according to the eighth embodiment, the number of turns of the
1〜8・・・DC−DCコンバータ、10、20、30A、30B、40A、40B、50、60、70、80・・・トランス、100、200、300A、300B、400A、400B、500、600、700、800・・・1次巻線、101、201、301A、301B、401A、401B、501、601、701、801・・・2次巻線、102、202、203、302A、302B、402A、402B、403A、403B、502、603、604、703、704、803、804・・・補助巻線、11、21、51、61、71、81・・・コイル、12。22、32、42、52、62、72、82・・・入力側回路、120、220。320、420、520、・・・主スイッチング素子、121、221、321、421、521・・・アクティブクランプ回路、121a、221a、321a、421a、521a・・・コンデンサ、121b、221b、321b、421b、521b・・・副スイッチング素子、122、123、322、323、422、522・・・サージ抑制回路、122a、123a、222a、322a、323a、422a、522a・・・コンデンサ、122b、123b、322b、323b、422b、522b・・・ダイオード、222b、224、424、621、622、721、722、821、822・・・サージ抑制ダイオード、225、425、623、723、823〜825・・・サージ抑制コンデンサ、620、720、820・・・スイッチング回路、620a〜620d、720a〜720d、820a〜820d・・・スイッチング素子、13、23、33、43、53、63、73、83・・・出力側回路、130、131、230、231、334、335、434、435、530、630、631、730、731、830、831・・・ダイオード、132、232、732、832・・・コイル、133、233、333、433、533、633、733、833・・・コンデンサ、14、24、34、44、54、64、74、84・・・制御回路、B1〜B8・・・バッテリ、S1〜S8・・・電子装置
1-8 ... DC-
Claims (24)
前記1次巻線と直流電源との間に接続されるスイッチング素子と、
前記2次巻線と負荷との間に接続される整流素子と、
を備えたスイッチング電源装置において、
前記トランスは、補助巻線を有し、前記補助巻線の端子間電圧が、前記整流素子の非導通時に、所定電圧に固定されることを特徴とするスイッチング電源装置。 A transformer having a primary winding and a secondary winding;
A switching element connected between the primary winding and a DC power source;
A rectifying element connected between the secondary winding and a load;
In a switching power supply device comprising:
The transformer includes an auxiliary winding, and a voltage between terminals of the auxiliary winding is fixed to a predetermined voltage when the rectifying element is non-conductive.
クランプ容量素子とクランプスイッチング素子を直列接続して構成され、前記1次巻線に並列接続されるアクティブクランプ回路を有し、
前記補助巻線の端子間電圧が、前記第2整流素子の非導通時に、前記直流電源の電圧に固定され、前記第1整流素子の非導通時に、前記クランプ容量素子の端子間電圧に固定されることを特徴とする請求項1に記載のスイッチング電源装置。 The rectifying element includes a first rectifying element and a second rectifying element, and the first rectifying element is connected between one end of the secondary winding and one end of the load. Is connected between the other end of the secondary winding and one end of the load,
A clamp capacitor element and a clamp switching element connected in series, and having an active clamp circuit connected in parallel to the primary winding;
The terminal voltage of the auxiliary winding is fixed to the voltage of the DC power supply when the second rectifier element is non-conductive, and is fixed to the terminal voltage of the clamp capacitor element when the first rectifier element is non-conductive. The switching power supply device according to claim 1.
第2サージ抑制容量素子と第2サージ抑制整流素子を並列接続して構成され、前記補助巻線と前記第1サージ抑制回路の接続点と、前記クランプ容量素子と前記クランプスイッチング素子の接続点との間に接続される第2サージ抑制回路と、
を有することを特徴とする請求項4に記載のスイッチング電源装置。 A first surge suppression circuit configured by connecting a first surge suppression capacitor element and a first surge suppression rectifier element in parallel, connected in series to the auxiliary winding, and connected in parallel to the DC power source in a state of being connected in series; ,
A second surge suppression capacitor element and a second surge suppression rectifier element connected in parallel; a connection point between the auxiliary winding and the first surge suppression circuit; a connection point between the clamp capacitor element and the clamp switching element; A second surge suppression circuit connected between
The switching power supply device according to claim 4, comprising:
前記整流素子は、第1整流素子と、第2整流素子とからなり、前記第1整流素子は、前記2次巻線の一端と前記負荷の一端との間に接続され、前記第2整流素子は、前記2次巻線の他端と前記負荷の一端との間に接続され、
クランプ容量素子とクランプスイッチング素子を直列接続して構成され、前記1次巻線に並列接続されるアクティブクランプ回路を有し、
前記第1補助巻線の端子間電圧が、前記第2整流素子の非導通時に、前記直流電源の電圧に固定され、前記第2補助巻線の端子間電圧が、前記第1整流素子の非導通時に、前記クランプ容量素子の端子間電圧に固定されることを特徴とする請求項1に記載のスイッチング電源装置。 The auxiliary winding comprises a first auxiliary winding and a second auxiliary winding,
The rectifying element includes a first rectifying element and a second rectifying element, and the first rectifying element is connected between one end of the secondary winding and one end of the load. Is connected between the other end of the secondary winding and one end of the load,
A clamp capacitor element and a clamp switching element connected in series, and having an active clamp circuit connected in parallel to the primary winding;
The voltage between the terminals of the first auxiliary winding is fixed to the voltage of the DC power supply when the second rectifying element is non-conductive, and the voltage between the terminals of the second auxiliary winding is non-conductive with the first rectifying element. The switching power supply device according to claim 1, wherein the switching power supply device is fixed to a voltage between terminals of the clamp capacitor element when conducting.
前記第2補助巻線に直列接続され、直列接続された状態で前記クランプ容量素子に並列接続される第2サージ抑制整流素子と、
前記第1補助巻線と前記サージ抑制回路の接続点と、前記第2補助巻線と前記第2サージ抑制整流素子の接続点との間に接続される第2サージ抑制容量素子と、
を有することを特徴とする請求項7に記載のスイッチング電源装置。 A first surge suppression rectifier element connected in series to the first auxiliary winding and connected in parallel to a DC power source in a state of being connected in series;
A second surge suppression rectifier element connected in series to the second auxiliary winding and connected in parallel to the clamp capacitor element in a connected state;
A second surge suppression capacitive element connected between a connection point of the first auxiliary winding and the surge suppression circuit, and a connection point of the second auxiliary winding and the second surge suppression rectifier element;
The switching power supply device according to claim 7, comprising:
前記第1トランスと前記第2トランスの前記1次巻線、前記2次巻線及び前記補助巻線は、それぞれ直列接続され、
前記スイッチング素子は、直列接続された前記第1トランスと前記第2トランスの前記1次巻線と前記直流電源との間に接続され、
前記整流素子は、第1整流素子と、第2整流素子とからなり、前記第1整流素子は、直列接続された前記第1トランスと前記第2トランスの前記2次巻線の一端と前記負荷の一端との間に接続され、前記第2整流素子は、直列接続された前記第1トランスと前記第2トランスの前記2次巻線の他端と前記負荷の一端との間に接続され、
クランプ容量素子とクランプスイッチング素子を直列接続して構成され、直列接続された前記第1トランスと前記第2トランスの前記1次巻線に並列接続されるアクティブクランプ回路を有し、
直列接続された前記第1トランスと前記第2トランスの前記補助巻線の端子間電圧が、前記第2整流素子の非導通時に、前記直流電源の電圧に固定され、前記第1整流素子の非導通時に、前記クランプ容量素子の端子間電圧に固定されることを特徴とする請求項1に記載のスイッチング電源装置。 The transformer includes a first transformer and a second transformer,
The primary winding, the secondary winding and the auxiliary winding of the first transformer and the second transformer are respectively connected in series,
The switching element is connected between the primary winding and the DC power source of the first transformer and the second transformer connected in series,
The rectifying element includes a first rectifying element and a second rectifying element, and the first rectifying element includes the first transformer connected in series, one end of the secondary winding of the second transformer, and the load. The second rectifying element is connected between the first transformer and the other end of the secondary winding of the second transformer and one end of the load connected in series.
An active clamp circuit configured by connecting a clamp capacitor and a clamp switching element in series, and connected in parallel to the primary winding of the first transformer and the second transformer connected in series;
The voltage between the terminals of the auxiliary windings of the first transformer and the second transformer connected in series is fixed to the voltage of the DC power supply when the second rectifier element is non-conductive, and the voltage of the first rectifier element is non-conductive. The switching power supply device according to claim 1, wherein the switching power supply device is fixed to a voltage between terminals of the clamp capacitor element when conducting.
第2サージ抑制容量素子と第2サージ抑制整流素子を並列接続して構成され、直列接続された前記第1トランスと前記第2トランスの前記補助巻線と前記第1サージ抑制回路の接続点と、前記クランプ容量素子と前記クランプスイッチング素子の接続点との間に接続される第2サージ抑制回路と、
を有することを特徴とする請求項10に記載のスイッチング電源装置。 The first surge suppression capacitor element and the first surge suppression rectifier element are connected in parallel, and are connected in series to the auxiliary windings of the first transformer and the second transformer connected in series, and in a state of being connected in series. A first surge suppression circuit connected in parallel to the DC power supply;
A first surge suppression capacitor element and a second surge suppression rectifier element are connected in parallel, and the first transformer, the auxiliary winding of the second transformer, and the connection point of the first surge suppression circuit are connected in series. A second surge suppression circuit connected between the clamp capacitor element and a connection point of the clamp switching element;
The switching power supply device according to claim 10, comprising:
前記補助巻線は、第1補助巻線と、第2補助巻線とからなり、
前記第1トランスと前記第2トランスの前記1次巻線、前記2次巻線、前記第1補助巻線及び前記第2補助巻線は、それぞれ直列接続され、
前記スイッチング素子は、直列接続された前記第1トランスと前記第2トランスの前記1次巻線と、前記直流電源との間に接続され、
前記整流素子は、第1整流素子と、第2整流素子とからなり、前記第1整流素子は、直列接続された前記第1トランスと前記第2トランスの前記2次巻線の一端と、前記負荷の一端との間に接続され、前記第2整流素子は、直列接続された前記第1トランスと前記第2トランスの前記2次巻線の他端と、前記負荷の一端との間に接続され、
クランプ容量素子とクランプスイッチング素子を直列接続して構成され、直列接続された前記第1トランスと前記第2トランスの前記1次巻線に並列接続されるアクティブクランプ回路を有し、
直列接続された前記第1トランスと前記第2トランスの前記第1補助巻線の端子間電圧が、前記第2整流素子の非導通時に、前記直流電源の電圧に固定され、直列接続された前記第1トランスと前記第2トランスの前記第2補助巻線の端子間電圧が、前記第1整流素子の非導通時に、前記クランプ容量素子の端子間電圧に固定されることを特徴とする請求項1に記載のスイッチング電源装置。 The transformer includes a first transformer and a second transformer,
The auxiliary winding comprises a first auxiliary winding and a second auxiliary winding,
The primary winding, the secondary winding, the first auxiliary winding, and the second auxiliary winding of the first transformer and the second transformer are connected in series, respectively.
The switching element is connected between the first transformer and the primary winding of the second transformer connected in series, and the DC power supply,
The rectifying element includes a first rectifying element and a second rectifying element, and the first rectifying element includes the first transformer and one end of the secondary winding of the second transformer connected in series; The second rectifying element is connected between one end of the load, and the second rectifying element is connected between the other end of the secondary winding of the first transformer and the second transformer connected in series and one end of the load. And
An active clamp circuit configured by connecting a clamp capacitor and a clamp switching element in series, and connected in parallel to the primary winding of the first transformer and the second transformer connected in series;
The voltage between the terminals of the first auxiliary winding of the first transformer and the second transformer connected in series is fixed to the voltage of the DC power supply when the second rectifying element is non-conductive, and the voltage of the first transformer is connected in series. The terminal voltage of the second auxiliary winding of the first transformer and the second transformer is fixed to the terminal voltage of the clamp capacitor element when the first rectifier element is non-conductive. The switching power supply device according to 1.
直列接続された前記第1トランスと前記第2トランスの前記第2補助巻線に直列接続され、直列接続された状態で前記クランプ容量素子に並列接続される第2サージ抑制整流素子と、
直列接続された前記第1トランスと前記第2トランスの前記第1補助巻線と前記サージ抑制回路の接続点と、直列接続された前記第1トランスと前記第2トランスの前記第2補助巻線と前記第2サージ抑制整流素子の接続点との間に接続される第2サージ抑制容量素子と、
を有することを特徴とする請求項13に記載のスイッチング電源装置。 The first surge suppression capacitance element and the first surge suppression rectifier element are connected in parallel, and are connected in series to the first auxiliary winding of the first transformer and the second transformer connected in series, and connected in series. A surge suppression circuit connected in parallel to the DC power supply in a state;
A second surge suppression rectifier element connected in series to the second auxiliary winding of the first transformer and the second transformer connected in series, and connected in parallel to the clamp capacitor element in a connected state;
The first auxiliary winding of the first transformer and the second transformer connected in series and the connection point of the surge suppression circuit, and the second auxiliary winding of the first transformer and the second transformer connected in series And a second surge suppression capacitive element connected between a connection point of the second surge suppression rectifier element,
The switching power supply device according to claim 13, comprising:
前記補助巻線は、第1補助巻線と、第2補助巻線とからなり、
前記整流素子は、第1整流素子と、第2整流素子とからなり、前記第1整流素子は、前記第1の2次巻線の一端と前記負荷の一端との間に接続され、前記第2整流素子は、前記第2の2次巻線の一端と前記負荷の一端との間に接続され、
前記第1補助巻線及び前記第2補助巻線の端子間電圧の少なくともいずれかが、前記第1整流素子及び前記第2整流素子の非導通時に、前記直流電源の電圧に固定されることを特徴とする請求項1に記載のスイッチング電源装置。 The secondary winding includes a first secondary winding and a second secondary winding, and the first secondary winding and the second secondary winding are connected in series,
The auxiliary winding comprises a first auxiliary winding and a second auxiliary winding,
The rectifying element includes a first rectifying element and a second rectifying element, and the first rectifying element is connected between one end of the first secondary winding and one end of the load. The two rectifying elements are connected between one end of the second secondary winding and one end of the load,
At least one of the inter-terminal voltages of the first auxiliary winding and the second auxiliary winding is fixed to the voltage of the DC power supply when the first rectifying element and the second rectifying element are non-conductive. The switching power supply device according to claim 1, wherein
前記1次巻線は、前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子の接続点と、前記第3スイッチング素子と前記第4スイッチング素子の接続点との間に接続され、
前記第1補助巻線に直列接続され、直列接続された状態で前記第1スイッチング素子に並列接続される第1サージ抑制整流素子と、
前記第2補助巻線に直列接続され、直列接続された状態で前記第2スイッチング素子に並列接続される第2サージ抑制整流素子と、
前記第1補助巻線と前記第1サージ抑制整流素子の接続点と、前記第2補助巻線と前記第2サージ抑制整流素子の接続点との間に接続されるサージ抑制容量素子と、
を有することを特徴とする請求項16に記載のスイッチング電源装置。 The switching element includes a first switching element to a fourth switching element, and the first switching element and the second switching element are connected in parallel to the DC power source in a state of being connected in series, and the third switching element and The fourth switching element is connected in parallel to the DC power supply in a state of being connected in series,
The primary winding is connected between a connection point of the first switching element and the second switching element, and a connection point of the third switching element and the fourth switching element,
A first surge suppression rectifier element connected in series to the first auxiliary winding and connected in parallel to the first switching element in a state of being connected in series;
A second surge suppression rectifier element connected in series with the second auxiliary winding and connected in parallel to the second switching element in a state of being connected in series;
A surge suppression capacitive element connected between a connection point of the first auxiliary winding and the first surge suppression rectifying element, and a connection point of the second auxiliary winding and the second surge suppression rectification element;
The switching power supply device according to claim 16, comprising:
前記1次巻線は、前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子の接続点と、前記第3スイッチング素子と前記第4スイッチング素子の接続点との間に接続され、
前記第1補助巻線に直列接続され、直列接続された状態で前記直流電源に並列接続される第1サージ抑制整流素子と、
前記第2補助巻線に直列接続され、直列接続された状態で前記直流電源に並列接続される第2サージ抑制整流素子と、
前記第1補助巻線と前記第1サージ抑制整流素子の接続点と、前記第2補助巻線と前記第2サージ抑制整流素子の接続点との間に接続されるサージ抑制容量素子と、
を有することを特徴とする請求項16に記載のスイッチング電源装置。 The switching element includes a first switching element to a fourth switching element, and the first switching element and the second switching element are connected in parallel to the DC power source in a state of being connected in series, and the third switching element and The fourth switching element is connected in parallel to the DC power supply in a state of being connected in series,
The primary winding is connected between a connection point of the first switching element and the second switching element, and a connection point of the third switching element and the fourth switching element,
A first surge suppression rectifier element connected in series to the first auxiliary winding and connected in parallel to the DC power supply in a state of being connected in series;
A second surge suppression rectifier element connected in series to the second auxiliary winding and connected in parallel to the DC power source in a state of being connected in series;
A surge suppression capacitive element connected between a connection point of the first auxiliary winding and the first surge suppression rectifying element, and a connection point of the second auxiliary winding and the second surge suppression rectification element;
The switching power supply device according to claim 16, comprising:
前記1次巻線は、前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子の接続点と、前記第3スイッチング素子と前記第4スイッチング素子の接続点との間に接続され、
前記第1補助巻線に直列接続され、直列接続された状態で前記第4スイッチング素子に並列接続される第1サージ抑制整流素子と、
前記第2補助巻線に直列接続され、直列接続された状態で前記第2スイッチング素子に並列接続される第2サージ抑制整流素子と、
前記第1補助巻線と前記第1サージ抑制整流素子の接続点と、前記第2補助巻線と前記第2サージ抑制整流素子の接続点との間に接続されるサージ抑制容量素子と、
を有することを特徴とする請求項16に記載のスイッチング電源装置。 The switching element includes a first switching element to a fourth switching element, and the first switching element and the second switching element are connected in parallel to the DC power source in a state of being connected in series, and the third switching element and The fourth switching element is connected in parallel to the DC power supply in a state of being connected in series,
The primary winding is connected between a connection point of the first switching element and the second switching element, and a connection point of the third switching element and the fourth switching element,
A first surge suppression rectifier element connected in series to the first auxiliary winding and connected in parallel to the fourth switching element in a state of being connected in series;
A second surge suppression rectifier element connected in series with the second auxiliary winding and connected in parallel to the second switching element in a state of being connected in series;
A surge suppression capacitive element connected between a connection point of the first auxiliary winding and the first surge suppression rectifying element, and a connection point of the second auxiliary winding and the second surge suppression rectification element;
The switching power supply device according to claim 16, comprising:
前記1次巻線は、前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子の接続点と、前記第3スイッチング素子と前記第4スイッチング素子の接続点との間に接続され、
前記第1補助巻線に直列接続され、直列接続された状態で前記直流電源に並列接続される第1サージ抑制整流素子と、
前記第2補助巻線に直列接続され、直列接続された状態で前記第2スイッチング素子に並列接続される第2サージ抑制整流素子と、
前記第1補助巻線と前記第1サージ抑制整流素子の接続点と、前記第2補助巻線と前記第2サージ抑制整流素子の接続点との間に接続されるサージ抑制容量素子と、
を有することを特徴とする請求項16に記載のスイッチング電源装置。 The switching element includes a first switching element to a fourth switching element, and the first switching element and the second switching element are connected in parallel to the DC power source in a state of being connected in series, and the third switching element and The fourth switching element is connected in parallel to the DC power supply in a state of being connected in series,
The primary winding is connected between a connection point of the first switching element and the second switching element, and a connection point of the third switching element and the fourth switching element,
A first surge suppression rectifier element connected in series to the first auxiliary winding and connected in parallel to the DC power supply in a state of being connected in series;
A second surge suppression rectifier element connected in series with the second auxiliary winding and connected in parallel to the second switching element in a state of being connected in series;
A surge suppression capacitive element connected between a connection point of the first auxiliary winding and the first surge suppression rectifying element, and a connection point of the second auxiliary winding and the second surge suppression rectification element;
The switching power supply device according to claim 16, comprising:
前記1次巻線は、前記第1スイッチング素子と前記第2スイッチング素子の接続点と、前記第3スイッチング素子と前記第4スイッチング素子の接続点との間に接続され、
直列接続された状態で前記直流電源に並列接続される第1サージ抑制容量素子及び第2サージ抑制容量素子と、
前記第1補助巻線に直列接続され、直列接続された状態で前記第1サージ抑制容量素子に並列接続される第1サージ抑制整流素子と、
前記第2補助巻線に直列接続され、直列接続された状態で前記第2サージ抑制容量素子に並列接続される第2サージ抑制整流素子と、
前記第1補助巻線と前記第1サージ抑制整流素子の接続点と、前記第2補助巻線と前記第2サージ抑制整流素子の接続点との間に接続されるサージ抑制容量素子と、
を有することを特徴とする請求項1に記載のスイッチング電源装置。 The switching element includes a first switching element to a fourth switching element, and the first switching element and the second switching element are connected in parallel to the DC power source in a state of being connected in series, and the third switching element and The fourth switching element is connected in parallel to the DC power supply in a state of being connected in series,
The primary winding is connected between a connection point of the first switching element and the second switching element, and a connection point of the third switching element and the fourth switching element,
A first surge suppression capacitor element and a second surge suppression capacitor element connected in parallel to the DC power supply in a state of being connected in series;
A first surge suppression rectifier element connected in series to the first auxiliary winding and connected in parallel to the first surge suppression capacitor element in a connected state;
A second surge suppression rectifier element connected in series to the second auxiliary winding and connected in parallel to the second surge suppression capacitor element in a connected state;
A surge suppression capacitive element connected between a connection point of the first auxiliary winding and the first surge suppression rectifying element, and a connection point of the second auxiliary winding and the second surge suppression rectification element;
The switching power supply device according to claim 1, comprising:
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